KR100907864B1 - 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머 제조 방법는, 웨이퍼에 형성된 복수의 DUT(Device Under Test)를 한번에 검사할 수 있도록 인접하는 채널 간의 전기적인 영향을 격리하기 위한 격리 저항(isolation resistor)을 구비하는 스페이스 트랜스포머를 제조하는 방법에 있어서, 세라믹 시트에 상기 격리 저항을 형성하도록 저항체를 인쇄하는 저항체 인쇄 단계; 상기 저항체가 세라믹 시트들의 사이에 배치되도록 상기 저항체가 인쇄된 세라믹 시트 위에 다른 세라믹 시트를 적층하는 세라믹 시트 적층 단계; 및 상기 적층된 세라믹 시트를 소결하는 소결 단계;를 포함하는 점에 특징이 있다.

Description

격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머 및 그 제조 방법{SPACE TRANSFORMER HAVING ISOLATION RESISTOR FOR PROBE CARD AND METHOD OF MANUFACTURING SPACE TRANSFORBER}
본 발명은 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 직접회로를 검사하기 위해 사용되는 프로브 카드와 그 프로브 카드에 사용되는 스페이스 트랜스포머 및 스페이스 트랜스포머의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 공정에 의해 제작된 직접회로는 매우 복잡하고 전극들의 개수도 많으며 종류도 다양하다.
이러한 직접회로의 제작이 완료되면 검사장치를 이용하여 직접회로의 전기적 특성 및 불량 여부를 검사한다. 이와 같은 직접회로의 전기적 특성을 검사하는데 프로브 카드(probe card)를 사용한다.
이와 같은 프로브 카드는 회로 테스터와 직접회로 사이를 연결하여 회로의 전기적 특성을 검사하게 된다.
프로브 카드는 기본적으로 기판과, 스페이스 트랜스포머(space transformer)와 프로브를 포함하여 이루어진다.
프로브는 스페이스 트랜스포머에 설치되어 회로에 직접 접촉하게 되며, 스페이스 트랜스포머는 기판과 프로브를 전기적으로 연결하게 된다.
또한, 스페이스 트랜스포머는 기판과 프로브 사이의 공간에 배치되어 검사장치와 검사대상인 직접회로 사이의 공간에 대해 기판과 프로브를 지지하는 역할을 한다.
최근에는 프로브 카드를 이용하여 검사해야할 대상인 웨이퍼 상의 집적회로의 집적도가 매우 높아지고 있는 추세이며, 한번에 검사해야할 웨이퍼의 크기도 증가하고 있다.
종래에는 이와 같은 웨이퍼 상의 반도체 장치에 대해 각 DUT(Device Under Test)마다 프로브를 터치다운(touch down)하여 검사하였으나, 이는 검사하는데 시간이 많이 소요되어 생산성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제를 개선하기 위하여 한번여 2세트, 4세트, 8세트 등 복수 세트의 DUT에 대해 한번의 프로브 터치다운으로 검사를 수행하도록 함으로써 검사시간을 단축시키고 있다.
이와 같이 프로브 카드를 이용하여 다수의 DUT에 대해 동시에 검사를 수행할 때 각 전극 패드들 사이의 전기적 충격이나, DUT의 불량(fault)로 인한 전기적 불안정성이 다른 검사 채널에 영향을 미치지 않도록 하기 위하여 도 1에 도시한 것과 같이 스페이스 트랜스포머(1)의 하면에 다수의 격리 저항(3; isolation resistor)을 다수 설치하였다.
이와 같은 격리 저항은 저항 소자(3)를 스페이스 트랜스포머(1) 하면의 패 드(2)에 본딩하거나, 저항체를 인쇄 또는 증착하여 형성하여 왔다.
그런데, 스페이스 트랜스포머(1)의 하면에 프로브 핀을 설치하는 과정에서 장시간 에칭을 하게 되면, 미리 형성되어 있던 격리 저항(3)이 손상을 받아 그 격리 저항(3)의 전기적 특성이 변하거나 파손되는 문제점이 있었다.
또한, 스페이스 트랜스포머(1)의 하면에 부착될 다수의 프로브 핀들 사이에 이와 같은 격리 저항(3)을 다수 배치하기에는 설계상 어려운 점이 있다. 특히, 검사 대상 반도체 장치의 직접도가 갈수록 증가하고 있는 최근에는 이와 같은 격리 저항을 스페이스 트랜스포머의 하면에 적절히 배치하기에 어려운 점이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 스페이스 트랜스포머에 프로브 핀을 형성하는 과정에서 격리 저항이 손상되는 것을 방지하는 구조를 가진 스페이스 트랜스포머를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 집적도가 높은 반도체 장치를 검사하기 위한 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머를 설계함에 있어서, 격리 저항을 배치하기 위한 공간을 용이하게 확보할 수 있는 구조를 가진 스페이스 트랜스포머를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머 제조 방법는, 웨이퍼에 형성된 복수의 DUT(Device Under Test)를 한번에 검사할 수 있도록 인접하는 채널 간의 전기적인 영향을 격리하기 위한 격리 저항(isolation resistor)을 구비하는 스페이스 트랜스포머를 제조하는 방법에 있어서, 세라믹 시트에 상기 격리 저항을 형성하도록 저항체를 인쇄하는 저항체 인쇄 단계; 상기 저항체가 세라믹 시트들의 사이에 배치되도록 상기 저항체가 인쇄된 세라믹 시트 위에 다른 세라믹 시트를 적층하는 세라믹 시트 적층 단계; 및 상기 적층된 세라믹 시트를 소결하는 소결 단계;를 포함하는 점에 특징이 있다.
또한, 본 발명의 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머 제조 방법는, 웨이퍼에 형성된 복수의 DUT(Device Under Test)를 한번에 검사할 수 있도록 인접하는 채널 간의 전기적인 영향을 격리하기 위한 격리 저항(isolation resistor)을 구비하는 스페이스 트랜스포머를 제조하는 방법에 있어서, 세라믹 시트에 상기 격리 저항을 형성하기 위한 비아홀(via hole)을 천공하는 비아홀 형성 단계; 상기 세라믹 시트의 천공된 비아홀들에 저항체를 채우는 저항체 충전 단계; 상기 저항체가 충전된 세라믹 시트를 포함하는 복수의 세라믹 시트들을 적층하는 단계; 상기 적층된 세라믹 시트를 소결하는 소결 단계;를 포함하는 점에 특징이 있다.
또한, 본 발명에 따른 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머는, 웨이퍼에 형성된 복수의 DUT(Device Under Test)를 한번에 검사할 수 있도록 인접하는 채널 간의 전기적인 영향을 격리하기 위한 격리 저항(isolation resistor)을 구비하는 스페이스 트랜스포머에 있어서, DUT를 검사하기 위한 회로가 인쇄되어 적층된 복수의 세라믹 층들; 외부로 노출되지 않도록 상기 세라믹 층들의 사이에 배치되고 저항체가 인쇄되어 형성된 격리 저항;을 포함하는 점에 특징이 있다.
또한, 본 발명에 따른 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머는, 웨이퍼에 형성된 복수의 DUT(Device Under Test)를 한번에 검사할 수 있도록 인접하는 채널 간의 전기적인 영향을 격리하기 위한 격리 저항(isolation resistor)을 구비하는 스페이스 트랜스포머에 있어서, DUT를 검사하기 위한 회로가 인쇄되어 적층된 복수의 세라믹 층들; 상기 세라믹 층을 관통하도록 형성된 비아홀에 저항체가 채워져서 형성된 비아 격리 저항;을 포함하는 점에 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 스페이스 트랜스포머 및 그 제조 방법에 따르면, 제조 과정에서 격리 저항이 손상되지 않으므로 품질과 수율이 높은 스페이스 트랜스포머를 제작할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 스페이스 트랜스포머 및 그 제조 방법에 따르면, 격리 저항을 배치하기 위한 공간을 용이하게 확보함으로써 쉽게 스페이스 트랜스포머를 설계할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머 제조 방법의 실시예에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머의 일부분을 도시한 단면도이다.
일반적으로, 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머를 제조하는 방법은 다음과 같다.
세라믹 시트에 비아홀을 천공하고 그 비아홀에 도전성 물질을 충전한다. 그 세라믹 시트에 회로를 인쇄하고, 이들 세라믹 시트를 적층하여 소결한다. 이와 같은 과정은 본 실시예의 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머 제조 방법에도 적용된다.
본 발명의 일실예에 따른 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머 제조 방법의 특징은 다음과 같다.
먼저, 세라믹 시트(11, 12, 13)에 비아홀(31)을 천공할 때, 격리 저항(20)을 형성하기 위한 비아홀(31)도 함께 천공하는 비아홀 형성 단계를 수행한다.
다음으로, 이와 같이 천공된 비아홀들(31)에 저항체를 채우는 저항체 충전 단계를 수행한다.
저항체는 세라믹 시트(11, 12, 13)와 함께 소결되어 스페이스 트랜스포머(100)에서 격리 저항(isolation resistor)으로 작용하게 된다. 이와 같이 형성된 격리 저항을 이하 비아 격리 저항(30)이라 칭하기로 한다.
비아홀(31)의 지름을 조절하는 방법으로 비아 격리 저항(30)의 저항값을 다양한 값으로 쉽게 조절할 수 있다.
또한 비아 격리 저항(30)을 복수로 마련하고 그 비아 격리 저항(30)들을 서로 병렬 연결되도록 하는 방법으로로 저항값을 조절할 수 있다. 비아홀(31)을 천공할 때 공정 수준에 따라 비아홀(31)의 지름에 산포가 생길 수 있고 그 값에 따라 비아 격리 저항(30)의 저항값도 변동이 생기는데, 이와 같이 복수의 비아 격리 저항(30)들을 서로 병렬 연결하는 방법으로 저항값을 조절하는 경우 비아홀(31)의 크기 산포가 비아 격리 저항(30)의 저항값에 미치는 영향을 감소시켜 더욱 정확하게 저항값을 조절할 수 있는 장점이 있다.
LTCC 세라믹 시트를 사용하여 스페이스 트랜스포머를 제조하는 경우에는 저 항체의 재료로는, Ru계(RuO2, Bi2Ru2O7,Pb2Ru2O6), Pd/Ag계와 LaB6계열의 페이스트 등을 사용하고, HTCC 세라믹 시트를 사용하여 스페이스 트랜스포머를 제조하는 경우에는 저항체의 재료로, W, Mo, MoS12 등을 사용하는 것이 좋다. 한편, 세라믹 시트(11, 12, 13)에 반도체 장치의 검사를 위한 회로를 인쇄할 때에도, 그 세라믹 시트(11, 12, 13)에 격리 저항(20)을 형성하도록 저항체를 인쇄하는 저항체 인쇄 단계를 함께 수행한다.
비아홀(31)에 형성된 저항체(30)와 마찬가지로, 세라믹 시트(11, 12, 13)에 인쇄된 저항체(20)도 스페이스 트랜스포머(100)의 격리 저항으로 작용하게 된다.
이와 같이 저항체로 비아홀(31)이 채워진 세라믹 시트(12)와 저항체가 인쇄된 세라믹 시트(11)에 다른 세라믹 시트들(13)을 모두 적층한 후, 적층된 세라믹 시트(11, 12, 13)를 소결하는 소결 단계를 수행하여 스페이스 트랜스포머(100)를 완성하게 된다.
한편, 세라믹 시트(11, 12, 13)를 적층할 때, 스페이스 트랜스포머(100)의 가장 하부에 위치하는 세라믹 시트(11)와 그와 인접하는 세라믹 시트(12) 사이에 상기 저항체(20)가 배치되도록 상기 세라믹 시트(11, 12, 13)들을 적층하는 것이 좋다.
격리 저항(20)은 스페이스 트랜스포머(100)의 하부에 설치될 프로브 핀과 가까운 곳에 위치하는 것이 스페이스 트랜스포머(100)의 전기적 특성을 좋게 하고 인접하는 채널들은 전기적 충격으로부터 효과적으로 보호하고 격리시킬 수 있기 때 문이다.
같은 이유로, 비아 격리 저항(30)도 스페이스 트랜스포머(100)의 가장 하부에 위치하는 세라믹 시트(11) 또는 그와 인접하는 세라믹 시트(12)에 형성되도록 세라믹 시트(11, 12, 13)를 적층하여 스페이스 트랜스포머(100)를 제작하는 것이 좋다.
이하, 위와 같은 방법으로 제작된 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머에 일례에 대해 설명한다.
본 실시예의 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머는 DUT를 검사하기 위한 회로가 인쇄되어 적층된 복수의 세라믹 층들(11, 12, 13)을 구비한다.
상기 세라믹 층들(11, 12, 13) 중 일부(11)에는 외부로 노출되지 않도록 세라믹 층들사이에 배치되고 저항체가 인쇄되어 형성된 격리 저항(20)이 배치되어 있다.
또한, 상기 세라믹 층들(11, 12, 13) 중 일부(12)에는 세라믹 층(12)을 관통하도록 형성된 비아홀(31)에 저항체가 채워져서 형성된 비아 격리 저항(30)이 형성되어 있다.
상기 격리 저항(20)은 스페이스 트랜스포머(100)의 가장 하부에 위치하는 세라믹 층(11)과 그와 인접하는 세라믹 층(12)의 사이에 배치되는 것이 좋다.
또한, 상기 비아 격리 저항(30)은 스페이스 트랜스포머(100)의 가장 하부에 위치하는 세라믹 층(11)이나 가장 하부에 위치하는 세라믹층(11)과 인접하고 있는 세라믹 층(12)에 위치하는 것이 좋다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머는 격리 저항(20)과 비아 격리 저항(30)이 스페이스 트랜스포머(100)의 외부로 노출되지 않고, 세라믹 층들(11, 12, 13)의 내부 또는 세라믹 층들(11, 12))의 사이에 배치되기 때문에, 손상을 받거나 파손될 염려가 적은 장점이 있다. 즉, 스페이스 트랜스포머(100)에 프로브 핀을 설치하기 위해서 스페이스 트랜스포머(100)의 하면에 장시간 에칭을 비롯한 MEMS 공정을 수행하는 경우가 많은데 이때 격리 저항(20)과 비아 격리 저항(30)은 스페이스 트랜스포머(100)의 내부에 위치하기 때문에 외부로 노출되지 않게 된다. 따라서 스페이스 트랜스포머(100)의 하면에 대해 에칭을 비롯한 MEMS 공정을 수행하더라도 격리 저항(20)과 비아 격리 저항(30)은 특성에 영향을 받기 않게 되고 스페이스 트랜스포머(100)의 품질을 높이고 이를 제작하기 위한 공정의 생산성을 향상시키게 된다.
또한, 격리 저항(20)과 비아 격리 저항(30)이 스페이스 트랜스포머(100)의 하면에 위치하지 않고, 스페이스 트랜스포머(100)의 내측에 위치하기 때문에 스페이스 트랜스포머(100)에 프로브 핀을 배치하고 부착하기 용이한 장점을 갖게 된다. 매우 집적도가 높은 반도체 장치를 테스트하는 경우에도 프로브핀을 촘촘하게 배치하기 위한 공간을 확보하는 것이 종래에 비해 매우 쉬운 장점이 있다.
이상, 본 발명에 따른 스페이스 트랜스포머와 그 제조방법에 대해 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 스페이스 트랜스포머와 그 제조방법이 앞에서 설명되고 도면에 도시된 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 앞에서 상기 격리 저항(20)과 비아 격리 저항(30)을 모두 구비하는 스페이스 트랜스포머(100)를 예로 들어 설명하였으나, 격리 저항(20)과 비아 격리 저항(30) 중 어느 하나만을 가지는 스페이스 트랜스포머를 구성할 수도 있다.
또한, 상기 격리 저항(20)은 스페이스 트랜스포머의 가장 하부에 위치하는 세라믹 층과 그와 인접하는 세라믹 층의 사이 외에 다른 위치되도록 스페이스 트랜스포머를 구성할 수도 있다.
도 1은 종래의 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머의 일부분을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머의 일부분을 도시한 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
스페이스 트랜스포머 : 1, 100 세라믹 시트 : 11, 12
격리 저항 : 20 비아 격리 저항 : 30
비아홀 : 31

Claims (12)

  1. 웨이퍼에 형성된 복수의 DUT(Device Under Test)를 한번에 검사할 수 있도록 인접하는 채널 간의 전기적인 영향을 격리하기 위한 격리 저항(isolation resistor)을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머를 제조하는 방법에 있어서,
    세라믹 시트에 상기 격리 저항을 형성하도록 저항체를 인쇄하는 저항체 인쇄 단계;
    상기 저항체가 세라믹 시트들의 사이에 배치되도록 상기 저항체가 인쇄된 세라믹 시트 위에 다른 세라믹 시트를 적층하는 세라믹 시트 적층 단계; 및
    상기 적층된 세라믹 시트를 소결하는 소결 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 시트에 상기 격리 저항을 형성하기 위한 비아홀(via hole)을 천공하는 비아홀 형성 단계;와
    상기 세라믹 시트의 천공된 비아홀들에 저항체를 채우는 저항체 충전 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비아홀 형성 단계와 저항체 충전 단계에 의해 형성된 비아 격리 저항들 중 일부는 서로 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
    스페이스 트랜스포머의 가장 하부에 위치하는 세라믹 시트와 그와 인접하는 세라믹 시트 사이에 상기 저항체가 배치되도록 상기 세라믹 시트들을 적층하는 것을 특징으로 하는 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머 제조 방법.
  5. 웨이퍼에 형성된 복수의 DUT(Device Under Test)를 한번에 검사할 수 있도록 인접하는 채널 간의 전기적인 영향을 격리하기 위한 격리 저항(isolation resistor)을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머를 제조하는 방법에 있어서,
    세라믹 시트에 상기 격리 저항을 형성하기 위한 비아홀(via hole)을 천공하는 비아홀 형성 단계;
    상기 세라믹 시트의 천공된 비아홀들에 저항체를 채우는 저항체 충전 단계;
    상기 저항체가 충전된 세라믹 시트를 포함하는 복수의 세라믹 시트들을 적층하는 단계;
    상기 적층된 세라믹 시트를 소결하는 소결 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비아홀 형성 단계와 저항체 충전 단계에 의해 형성된 비아 격리 저항들 중 일부는 서로 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머 제조 방법.
  7. 웨이퍼에 형성된 복수의 DUT(Device Under Test)를 한번에 검사할 수 있도록 인접하는 채널 간의 전기적인 영향을 격리하기 위한 격리 저항(isolation resistor)을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머에 있어서,
    DUT를 검사하기 위한 회로가 인쇄되어 적층된 복수의 세라믹 층들;
    외부로 노출되지 않도록 상기 세라믹 층들의 사이에 배치되고 저항체가 인쇄되어 형성된 격리 저항;을 포함하는 것을 특징으로 하는 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 세라믹 층을 관통하도록 형성된 비아홀에 저항체가 채워져서 형성된 비아 격리 저항;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비아 격리 저항을 복수개 마련되며 그 비아격리 저항 중 일부는 서로 병렬 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    스페이스 트랜스포머의 가장 하부에 위치하는 세라믹 층과 그와 인접하는 세라믹 층의 사이에 상기 격리 저항이 배치되는 것을 특징으로 하는 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머.
  11. 웨이퍼에 형성된 복수의 DUT(Device Under Test)를 한번에 검사할 수 있도록 인접하는 채널 간의 전기적인 영향을 격리하기 위한 격리 저항(isolation resistor)을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머에 있어서,
    DUT를 검사하기 위한 회로가 인쇄되어 적층된 복수의 세라믹 층들;
    상기 세라믹 층을 관통하도록 형성된 비아홀에 저항체가 채워져서 형성된 비아 격리 저항;을 포함하는 것을 특징으로 하는 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 비아 격리 저항을 복수개 마련되며 그 비아 격리 저항 중 일부는 서로 병렬 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 격리 저항을 구비하는 프로브 카드용 스페이스 트랜스포머.
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