KR100955493B1

KR100955493B1 - The probe block structure of probe card for semiconducter testing apparatus

Info

Publication number: KR100955493B1
Application number: KR1020080014510A
Authority: KR
Inventors: 이수호
Original assignee: 이수호
Priority date: 2008-02-18
Filing date: 2008-02-18
Publication date: 2010-04-30
Also published as: KR20090089124A

Abstract

본 발명은 웨이퍼 프로빙 검사용 프로브 카드의 프로브 블록 구조에 관한 것으로, 더 상세하게는 보다 간단하면서도 동일한 배열 및 높이로 정확히 결합될 수 있도록 하고, 웨이퍼 IC칩의 패드에 대한 프로브 블록의 프로브 접촉이 보다 긴밀하게 안정적인 업-다운 동작이 이루어질 수 있도록 발명된 것이다.The present invention relates to a probe block structure of a probe card for wafer probing inspection, and more particularly, to be able to be precisely combined in a simpler and the same arrangement and height, and the probe contact of the probe block to the pad of the wafer IC chip is more precise. It is invented so that a close and stable up-down operation can be achieved.

본 발명의 구성은, 웨이퍼 IC칩의 패드에 접촉되는 다수의 프로브를 포함하는 웨이퍼 프로빙 검사용 프로브 카드의 프로브 블록 구조에 있어서,The configuration of the present invention is a probe block structure of a probe card for wafer probing inspection including a plurality of probes in contact with a pad of a wafer IC chip,

사각 틀체형상으로 인쇄회로기판(110)의 상부에 전기적으로 접속된 상태로 고정되며 복수개의 홀더(31)가 일정간격 가로질러 고정되는 프로브블록(30)과;A probe block 30 fixed in a rectangular frame shape and electrically connected to an upper portion of the printed circuit board 110, and the plurality of holders 31 are fixed across a predetermined interval;

상기 프로브블록(30)의 홀더(31) 위치에서 상면으로는 IC칩(10)의 단자(11)에 접촉되도록 탄성프로브(41)가 경사지게 노출되고, 하부에는 인쇄회로기판(110)의 접속패드(111)와 접촉되도록 테스트접점부(42)가 노출되며, 이 탄성프로브(41)와 테스트접점부(42) 사이를 경사부(44)로 연결한 상태로 마주보게 대칭 구조로 연속 반복 배치되는 한 쌍의 전도성기판(40)과;The elastic probe 41 is inclinedly exposed to the upper surface of the holder 31 of the probe block 30 so as to contact the terminal 11 of the IC chip 10, and a connection pad of the printed circuit board 110 is disposed below. The test contact portion 42 is exposed to be in contact with the 111, and the elastic probe 41 and the test contact portion 42 are continuously and repeatedly arranged in a symmetrical structure facing each other with the inclined portion 44 connected thereto. A pair of conductive substrates 40;

상기 전도성기판(40)의 경사부(44)들을 상기 홀더(31)의 각각 양측에서 대칭되게 거리를 두고 위치된 상태로 충진되어, 전도성기판(40)들을 고정시키는 절연성 탄성체(50)로 구성됨을 특징으로 한 웨이퍼 프로빙 검사용 프로브 카드의 프로브 블록 구조.The inclined portions 44 of the conductive substrate 40 are filled in a symmetrical distance from each side of the holder 31, and are formed of an insulating elastic body 50 for fixing the conductive substrates 40. A probe block structure of a probe card for wafer probing inspection.

웨이퍼, 테스트, 프로브, 탄성프로브(41), 홀더, 탄성체, 전도성기판 Wafer, test, probe, elastic probe (41), holder, elastomer, conductive substrate

Description

The probe block structure of probe card for semiconducter testing apparatus

일반적으로 반도체의 구성요소인 웨이퍼(wafer)는 고도의 정밀성을 요하기 때문에 실제로 반도체 제조에 사용되기에 앞서 여러가지의 특성 검사를 필요로 하는데, 이때 사용되는 장비가 반도체 웨이퍼 검사기이다.In general, since a wafer, which is a component of a semiconductor, requires a high degree of precision, various kinds of property inspections are required before actually being used in semiconductor manufacturing, and the equipment used is a semiconductor wafer inspector.

종래 알려진 반도체 웨이퍼 검사기는 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이 검사기 본체와, 상기 검사기 본체에 구비된 헤드부(1)와, 상기 헤드부의 하부에 설치되어 웨이퍼의 전기적 신호를 헤드부(1)에 선택적으로 전달하는 프로브장치(2)와, 상기 프로브장치의 직하방에 이격된 상태에서 수직 및 수평방향으로 이동가능 하게 설치되어 웨이퍼(3)를 지지하면서 상기 지지된 웨이퍼를 프로브장치(2)에 선택적으로 접촉시켜 주는 척(chuck)(4)으로 구성된다.Conventionally known semiconductor wafer inspectors are provided with an inspector main body, a head portion 1 provided in the inspector main body, and a lower portion of the head portion, as shown in FIGS. And a probe device (2) for selectively transferring the supported wafer to the probe device (2) while supporting the wafer (3) while being installed so as to be movable in the vertical and horizontal directions while being spaced directly below the probe device. It is composed of a chuck (4) for selectively contacting the.

한편 상기 웨이퍼(3)는 도 1과 같이 둥근 원판형태로 되어 있는데, 상기 원판은 사각형태로 분할된 여러개의 칩(chip)(3a)으로 이루어져 있고, 상기 각 칩의 내부에는 신호의 전달을 위한 회로가 구성되어 있으며, 상기 각 칩(3a)의 표면에는 내부 회로와의 전기적 연결을 위한 복수개의 패드(pad)(3b)가 2열 또는 사각으로 배열 구비되어 있다.On the other hand, the wafer 3 has a round disc shape as shown in FIG. 1, and the disc consists of a plurality of chips 3a divided into quadrangular shapes, and the inside of each chip is used for signal transmission. A circuit is constructed, and a plurality of pads 3b for electrical connection with the internal circuits are arranged in two rows or quadrangles on the surface of each chip 3a.

따라서 상기 웨이퍼(3)의 칩(3a) 개수는 가운데 부분이 가장 많고 양쪽 가장자리 부분으로 갈수록 그 개수는 점점 더 적어진다Therefore, the number of chips 3a of the wafer 3 is the most in the middle portion, and the number decreases gradually toward both edges.

그럼 이하에서 종래 프로브장치를 첨부된 도 2 내지 도 3을 참고로 하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Then with reference to Figures 2 to 3 attached to the conventional probe device in detail as follows.

검사기 본체의 헤드부(1)에 복수개의 케이블(32)로서 신호전달이 가능하게 마더보드(31)가 연결되어 있고, 상기 마더보드의 하부에는 프로브카드(33)가 결합되어 있다.The motherboard 31 is connected to the head portion 1 of the main body of the inspector as a plurality of cables 32 to enable signal transmission, and a probe card 33 is coupled to the lower portion of the motherboard.

상기에서 마더보드(31)와 프로브카드(33)의 결합은, 커넥터(34)에 의해 이루어지는데, 상기 커넥터는 마더보드(31)의 하부면 가장자리 둘레를 따라 고정된 암소켓(34a)과 상기 프로브카드(33)의 상부면 가장자리 둘레를 따라 고정되어 상기 암소켓(34a)에 끼워지는 수소켓(34b)으로 구성되어 있다.In the above, the motherboard 31 and the probe card 33 are coupled to each other by a connector 34, which is fixed to the circumference of the lower surface of the motherboard 31 and the cowcket 34a. It consists of a hydrogen ket 34b which is fixed along the periphery of the upper surface of the probe card 33, and fits into the said cow ket 34a.

한편 상기 프로브카드(33)는 일정두께를 갖는 평판상의 몸체(33a)와, 상기 몸체의 중심부분에 그 하부가 하부면 외부로 노출되게 고정되어 실제 작업 과정에 서 웨이퍼(3)의 칩(3a)에 배열되어 있는 패드(3b)에 접촉되는 복수개의 접촉핀(33b)과, 상기 몸체(33a) 내부에 구비되어 프로브카드(33)에 고정된 수소켓(34b)의 단자와 접촉핀(33b)을 전기적으로 연결하는 연결배선(33c)으로 구성되어 있다.On the other hand, the probe card 33 is fixed to the plate-shaped body 33a having a predetermined thickness and the lower portion of the body to be exposed to the outside of the lower surface, the chip 3a of the wafer 3 in the actual working process A plurality of contact pins 33b contacting the pads 3b arranged on the upper surface of the pad 3b, and terminals and contact pins 33b provided in the body 33a and fixed to the probe card 33. ) Is composed of a connection wiring (33c) for electrically connecting.

상기에서 프로브카드(33)에 고정된 수소켓(34b)의 단자와 접촉핀(33b)을 전기적으로 연결하는 연결배선(33c)을 프로브카드(33)의 몸체(33a) 내부에 구비할 수 있는 것은, 상기 프로브카드(33)의 몸체(33a)가 처음부터 하나의 단일판으로 이루어진 것이 아니고 수십장의 절연판재가 접착되어 이루어진 것임을 감안할 때 상기 수십장의 절연판재를 접착에 의해 일체화하기 전에 각 장 사이 사이로 연결배선(33c)을 위치시킨 이후 상기 수십장의 절연판재를 접착하여 일체화하면 가능하다.In the above-described body 33a of the probe card 33, a connection wiring 33c for electrically connecting the terminal of the hydrogen ket 34b fixed to the probe card 33 and the contact pin 33b may be provided. Since the body 33a of the probe card 33 is not composed of a single plate from the beginning, but is composed of several tens of insulating plates, the sheet is interposed between the sheets before integrating the tens of insulating plates by bonding. After the connection wiring 33c is positioned, it is possible to bond and integrate the dozens of insulating plates.

이와 같이 구성된 종래 프로브장치에 의해 웨이퍼의 각종 특성을 검사하는 과정을 구체적으로 살펴보기로 한다.The process of inspecting various characteristics of the wafer by the conventional probe device configured as described above will be described in detail.

먼저 검사할 웨이퍼(3)를 척(4)위에 올려 놓은 다음 검사기 본체에 구비되어 있는 콘트롤부의 검사시작 버튼을 선택하면, 상기 척(4)이 수직방향 및 수평방향으로 위치 이동하므로 상기 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩(3a)이 프로브카드(33)에 선택적으로 접촉되는데, 이때 상기 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩(3a)의 전기적 신호가 프로브카드(33)와 마더보드(31)를 연속적으로 통해 검사기 본체의 헤드부(1)로 전달되므로 상기 헤드부가 전달되어진 전기적신호를 받아 각종 검사를 수행하고, 그 결과에 따라 칩(3a)을 양품과 불량품으로 구별하면서 웨이퍼의 검사가 완료되는 것이다.First, the wafer 3 to be inspected is placed on the chuck 4 and then the inspection start button of the control unit provided in the inspector body is selected. The chuck 4 is moved in the vertical direction and the horizontal direction. Each chip 3a constituting the wafer 3 is selectively contacted with the probe card 33, wherein electrical signals of each chip 3a constituting the wafer 3 continuously connect the probe card 33 and the motherboard 31. Since it is transmitted to the head unit 1 of the inspector main body by receiving the electrical signal transmitted by the head unit to perform various inspections, according to the result of the inspection of the wafer is completed while distinguishing the chip (3a) as good or bad. .

구체적으로, 척(4)의 위치이동에 의해 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩(3a)중 특정 칩이 프로브카드(33)에 접촉된 상태라 함은, 결국 프로브카드(33)의 몸체(33a) 중심부분에 그 하부가 하부면 외부로 노출되게 고정되어 있는 각 접촉핀(33b)이 상기 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩(3a)중 특정 칩의 패드(3b)에 탄력 접촉된 상태인데, 이때에는 상기 웨이퍼(3)와 프로브카드(33)가 전기적으로 연결된 상태가 됨에 따라 상기 웨이퍼(3)의 전기적 신호가 일단 프로브카드(33)의 몸체(33a)에 고정된 각접촉핀(33b)까지 전달된다.Specifically, the state in which a specific chip of each chip 3a constituting the wafer 3 by the positional movement of the chuck 4 is in contact with the probe card 33 is, in turn, the body 33a of the probe card 33. Each contact pin 33b, which is fixed at its central portion so that its lower portion is exposed to the outside of the lower surface, is in elastic contact with the pad 3b of a specific chip among the chips 3a constituting the wafer 3, In this case, as the wafer 3 and the probe card 33 are in an electrically connected state, the electrical contact signal of the wafer 3 is once fixed to the body 33a of the probe card 33. Delivered to.

상기 프로브카드(33)의 몸체(33a)에 고정된 각 접촉핀(33b)까지 전달된 웨이퍼 칩(3a)의 전기적 신호는 상기 프로브카드(33)가 마드보드(31)에 고정되어 있는 암소켓(34a)과 프로브카드(33)에 고정되어 있는 수소켓(34b)으로 구성되어진 커넥터(34)로서 상기 마더보드(31)에 결합되어 있음에 따라 계속해서 프로브카드(33)의 몸체(33a) 내에 구비되어 있는 연결배선(33c)을 통해 커넥터(34)로 전달된 다음 마더보드(31)까지 전달되고, 이후 상기 마더보드가 검사기 본체에 구비된 헤드부(1)와 케이블(32)로서 연결되어 있음에 따라 상기 케이블을 통해 헤드부(1)로 전달되므로 상기 헤드부가 전달되어진 웨이퍼 칩(3a)의 전기적 신호를 분석하여 이상유무를 가려내는 것이다.The electrical signal of the wafer chip 3a transmitted to each of the contact pins 33b fixed to the body 33a of the probe card 33 is a cowcket having the probe card 33 fixed to the motherboard 31. The body 34a of the probe card 33 continues as it is coupled to the motherboard 31 as a connector 34 composed of a 34a and a hydrogen ket 34b fixed to the probe card 33. It is transmitted to the connector 34 through the connection wiring 33c provided therein, and then to the motherboard 31, and then the motherboard is connected as a cable 32 to the head 1 provided in the inspector body. As it is transmitted to the head portion 1 through the cable is to analyze the electrical signal of the wafer chip (3a) that the head portion has been delivered to screen for the presence of abnormalities.

참고적으로 상기 웨이퍼(3)의 칩(3a)중 불량품의 칩은 별도의 마킹수단 등에 의해 표시되고, 이후 상기 칩(3a)을 반도체의 제조 공정에서 사용할 때 픽커가 마킹된 불량품은 집어가지 않으므로 결국 상기 불량품의 칩은 반도체 제조에 사용되지 않게 되는 것이다.For reference, the defective chip of the chip 3a of the wafer 3 is indicated by a separate marking means or the like, and when the chip 3a is used in the semiconductor manufacturing process, the defective product marked with the picker is not picked up. As a result, the defective chip is not used for semiconductor manufacturing.

그러나, 종래 이와 같은 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치는 마더보드(31)와 웨이퍼(3)에 평행한 상태로 놓인 프로브카드(33)를 사용하므로써 전기적 신호의 전달 경로가 길어짐에 따라 특성이 저하되며, 접촉핀(33b)의 위치고정 및 전기적 연결수단 등의 구조가 복잡해지는 여러가지 문제점이 있었다.However, the conventional probe device of the semiconductor wafer inspector is characterized by a deterioration in the transmission path of the electrical signal by using the probe card 33 placed in parallel with the motherboard 31 and the wafer 3, There have been various problems in that the structures of the contact pin 33b and the structure of the electrical connection means are complicated.

구체적인 문제점으로 보면, 반도체 기술의 급진적인 발달에 따라 같은 용량을 지닌 웨이퍼(3)의 칩(3a) 크기가 갈수록 작아지므로 상기 칩 패드와 패드의 간격 또한 좁아지는 추세에 있고, 이는 웨이퍼(3) 한 장당 칩(3a)의 개수가 그만큼 많아지는 것을 의미하는데, 이 경우 프로브카드(33)의 접촉핀(33b)과 연결배선(33c) 수가 비례하여 많아짐은 물론 칩 패드와 패드의 간격이 좁아져 접촉핀(33b)이 좁은 간격으로 배열이 가능하면서 높이를 일정하게 유지해야 하는 정밀한 접촉핀 위치 고정 부품이 필요하다.(접촉핀 위치고정 부품의 크기 제한으로 동시측정갯수가 제한되는 경우도 발생한다)As a specific problem, as the size of the chip 3a of the wafer 3 having the same capacity decreases with the radical development of semiconductor technology, the gap between the chip pad and the pad tends to be narrowed, which is the wafer 3. This means that the number of chips 3a per sheet increases by that. In this case, the number of contact pins 33b and connection wirings 33c of the probe card 33 increases in proportion, and the gap between the chip pads and the pads becomes narrower. There is a need for a precise contact pin position fixing part in which the contact pins 33b can be arranged at narrow intervals and the height must be kept constant. (The number of simultaneous measurements may be limited due to the size limitation of the contact pin position fixing parts. )

또한 프로브 카드(33)에서의 연결배선(33c) 수가 증가하며, 연결배선의 길이도 길어짐에 따라 특성의 저하가 발생되는 문제점도 있다.In addition, as the number of connection wirings 33c in the probe card 33 increases, the length of the connection wirings also increases, which causes a problem of deterioration of characteristics.

이러한 형태의 프로브 블록 구조에 의하면, 조립에 따른 비용 발생으로 원가상승을 초래함은 물론 작업성 및 생산성 저하를 유발하고, 특히 핀 형태를 이루는 각각의 프로브들을 동일한 배열 및 높이로 맞추기 어려워 칩 테스트의 신뢰성을 확보하기 어려운 실정에 있었다.According to this type of probe block structure, the cost of assembly causes not only cost increase, but also a decrease in workability and productivity, and in particular, it is difficult to fit each probe having a pin shape in the same arrangement and height. It was difficult to secure reliability.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 현재 웨이퍼는 보다 고집적화 된 회로 구성을 위해 웨이퍼 IC칩의 패드 간격(pitch)이 조밀화 되고 있는 실정에 있다.More specifically, the wafer is in the current situation in which the pad pitch of the wafer IC chip is densified for a more integrated circuit configuration.

이러한 추세에 따라 프로브 역시 조밀화될 수 밖에 없어 조립을 통하여 정확히 그 배열이나 높이를 맞춘다는 것이 현실적으로 어렵고, 원가측면에서 당연히 비용이 상승할 수 밖에 없었던 것이다. According to this trend, the probe also has to be densified, so it is practically difficult to adjust the arrangement or height precisely through assembly, and the cost has to be increased naturally.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소할 수 있도록 창안된 것으로서, 그 목적은 조립에 의존하지 않고 다수의 프로브들을 프로브블록에 보다 간단하면서도 동일한 배열 및 높이로 정확히 결합될 수 있도록 한 웨이퍼 프로빙 검사용 프로브 카드의 프로브 블록을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the above-mentioned conventional problems, and its object is not to rely on assembly, but to allow a plurality of probes to be precisely coupled to the probe block in a simpler, identical arrangement and height accurately. The present invention provides a probe block of a probe card for probing inspection.

또한, 본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 IC칩의 패드에 대한 프로브 블록의 프로브 접촉이 보다 긴밀하게 안정적인 업-다운 동작이 이루어질 수 있도록 한 웨이퍼 프로빙 검사용 프로브 카드의 프로브 블록 구조를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a probe block structure of a probe card for wafer probing inspection, in which probe contact of a probe block to a pad of a wafer IC chip can be made more closely and stable up-down operation.

본 발명의 또 다른 목적은 IC칩 불량을 보다 빠르고 정확히 점검할 수 있을 뿐만 아니라, IC칩에 접점되지 않아 불량 체크되지 않는 경우를 쉽게 판별할 수 있도록 한 웨이퍼 프로빙 검사용 프로브 카드의 프로브 블록 구조를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a probe block structure of a probe card for wafer probing inspection, which can not only check an IC chip defect more quickly and accurately, but also easily identify a case where a defect is not checked because it is not contacted with an IC chip. To provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 웨이퍼 IC칩의 패드에 접촉되는 다수의 프로브를 포함하는 웨이퍼 프로빙 검사용 프로브 카드의 프로브 블록 구 조에 있어서,The present invention for achieving the above object, in the probe block structure of the probe card for wafer probing inspection including a plurality of probes in contact with the pad of the wafer IC chip,

상기 전도성기판(40)의 경사부(44)들을 상기 홀더(31)의 각각 양측에서 대칭되게 거리를 두고 위치된 상태로 충진되어, 전도성기판(40)들을 고정시키는 절연성 탄성체(50)로 구성되어 달성된다.The inclined portions 44 of the conductive substrate 40 are filled in symmetrical positions at both sides of the holder 31, and are formed of an insulating elastic body 50 for fixing the conductive substrates 40. Is achieved.

상술한 바와 같은 본 발명은, 많은 웨이퍼 IC칩을 빠르고 정확하게 테스트 가능하게 하므로써 테스트 및 제조 원가를 낮출 수 있는 것이다.As described above, the present invention can reduce the test and manufacturing costs by enabling many wafer IC chips to be tested quickly and accurately.

또, 프로브들을 프로브블록에 보다 간단하면서도 동일한 배열 및 높이로 정확히 결합될 수 있고, 특히 프로브 들이 자체 탄성을 갖게 되므로 마모로 인한 오동작 염려가 없어 정밀 측정이 반영구적으로 가능하다.In addition, the probes can be precisely coupled to the probe block in a simpler and the same arrangement and height, and in particular, since the probes have their own elasticity, there is no fear of malfunction due to abrasion.

웨이퍼 IC칩의 패드에 대한 프로브 블록의 프로브 접촉이 보다 긴밀하게 안정적인 업-다운 동작이 이루어질 수 있다.Probe contact of the probe block to the pad of the wafer IC chip can achieve a more stable up-down operation.

IC칩 불량을 보다 빠르고 정확히 점검할 수 있을 뿐만 아니라, IC칩에 접점되지 않아 불량 체크되지 않는 경우를 쉽게 판별할 수 있어 제품의 신뢰성과 상품성이 향상되는 것이다.Not only can IC chip defects be inspected more quickly and accurately, but it is also possible to easily identify cases where the defects are not checked because they are not in contact with the IC chip, thereby improving product reliability and productability.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 종래 웨이퍼 프로빙 검사용 장치의 구성을 보이고 있다. 1 to 3 show the configuration of a conventional wafer probing inspection apparatus.

도 4는 본 발명의 전체적인 구조를 나타낸 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 발명은 사각 틀체형으로 된 프로브블록에 홀더가 가로 질러서 고정되고, 이 홀더에 탐침용 탄성프로브(41)들이 상부를 향해 경사지게 다수 배열된 상태를 보이고 있다.Figure 4 is a perspective view showing the overall structure of the present invention, as shown in the present invention, the holder is fixed across the probe block of the rectangular frame shape, the probe elastic probes 41 to the holder toward the top It shows the state arranged inclined a lot.

도 5는 홀더의 길이 방향으로 절단하여 도시한 종단면도이다.5 is a longitudinal cross-sectional view cut along the length of the holder.

도 6은 본 발명의 횡단면도를 확대하여 도시하고 있다.6 is an enlarged cross sectional view of the present invention.

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보인 횡단면도이다. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.

도 8은 탄성프로브(41)의 형상을 확대하여 도시한 부분 사시도이다.8 is an enlarged partial perspective view of the shape of the elastic probe 41.

일반적으로, 반도체 웨이퍼 검사를 위한 프로빙 검사 장치는 웨이퍼 상태에서 IC 칩 검사를 수행하기 위한 테스트 시스템과 전기적으로 연결되는 검사 헤드가 있으며, 프로브 카드는 검사 헤드에 전기적으로 연결되고, 반도체 칩이 형성된 웨이퍼는 웨이퍼 프로브 스테이션에 놓여져 프로브 카드와 접촉될 수 있는 위치로 이 동된다.In general, a probing inspection apparatus for semiconductor wafer inspection has an inspection head electrically connected to a test system for performing IC chip inspection in a wafer state, and a probe card is electrically connected to the inspection head, and a semiconductor chip is formed. Is placed in the wafer probe station and moved to a position where it can contact the probe card.

여기서 프로브 카드는 기판상의 각 IC칩(chip)을 테스트하기 위해 인쇄회로기판(110) 상에 장착된 프로브블록(30)의 탄성프로브(41)를 테스트하고자 하는 IC칩(10)의 패드(11)에 접촉시킨 후, 테스트 시스템(TEST SYSTEM)의 전기적 시그널(SIGNAL)을 칩으로 전해주는 장치로써, 기판이 실질적인 테스트를 할 수 있도록 테스트의 각 신호 배선과 기판상의 각 패드를 칩 단위로 동시에 접속시켜주는 핵심적인 검사장치이다.Here, the probe card is a pad 11 of the IC chip 10 to test the elastic probe 41 of the probe block 30 mounted on the printed circuit board 110 to test each IC chip on the substrate. ) Is a device that transmits the electrical signal (SIGNAL) of the test system to the chip, and simultaneously connects each signal line of the test and each pad on the board in units of chips so that the board can actually perform the test. It is a key inspection device.

프로브 카드는 도 4에서와 같이 인쇄회로기판(110) 위에 위치 고정된 프로브블록(30)을 포함하는 것으로, 인쇄회로기판(110)은 절연 기판상에 도체배선패턴이 형성되어 있으며, 인쇄회로기판(110)의 상부에 정위치에서 탈착 가능하게 설치되는 프로브블록(30)에는 IC칩(10)의 각 패드(11) 위치로 탄성프로브(41)들이 경사지게 상부를 향해 절곡 성형되어 있게 된다.The probe card includes a probe block 30 fixed to a position on the printed circuit board 110 as shown in FIG. 4, wherein the printed circuit board 110 has a conductor wiring pattern formed on an insulating substrate, and a printed circuit board. In the probe block 30 detachably installed at the upper portion of the 110, the elastic probes 41 are bent inclined upwardly to the respective pads 11 positions of the IC chip 10. FIG.

인쇄회로기판(110)은 저면에 테스트 헤드(미도시됨)의 핀들과 접촉되어 테스트 신호를 전달받는 다수의 핀접촉부를 구비하며, 상부로는 프로브블록(30)의 테스트접점부(42)와 전기 접촉되는 접속패드(111)로 구성된다.The printed circuit board 110 has a plurality of pin contacts on the bottom thereof in contact with pins of a test head (not shown) to receive a test signal. The printed circuit board 110 includes a test contact portion 42 of the probe block 30. It is composed of a connection pad 111 in electrical contact.

프로브블록(30)은 수개의 고정볼트(37)에 의해 인쇄회로기판(110)에 장착된다. The probe block 30 is mounted to the printed circuit board 110 by several fixing bolts 37.

이때, 프로브블록(30)은 인쇄회로기판(110)에 정위치에서 조립하기 위해 위치결정구멍(35)(112)을 각각 뚫어 위치고정핀(38)으로 설치 위치를 정확히 셋팅할 수 있도록 한다.In this case, the probe block 30 drills the positioning holes 35 and 112 to assemble the printed circuit board 110 in the correct position so that the installation position can be accurately set by the positioning pins 38.

한편, 프로브블록(30)은 사각 틀체형상으로 도면에서와 같이 4개의 홀더(31)가 가로 질러서 장착 고정된다.Meanwhile, the probe block 30 has a rectangular frame shape and four holders 31 are fixedly mounted as shown in the drawing.

홀더(31)는 도 5에서와 같이 프로브블록(30)과 별도로 제작하여 정위치에서 나사(34)에 의해 고정 부착된다.The holder 31 is manufactured separately from the probe block 30 as shown in FIG. 5 and fixedly attached to the holder 31 by a screw 34 in a proper position.

그러나, 홀더(31)와 프로브블록(30)을 일체로 사출 성형하여도 무방하다.However, the holder 31 and the probe block 30 may be injection molded integrally.

여기서 프로브블록(30) 및 홀더(31)는 웨이퍼(Wafer)와 열팽창 계수가 동일하거나 거의 유사한 재질로 선택되는데, 예로서 철, 합성수지, 세라믹, 스테인레스 및 기타 비철금속 등으로 성형된다.Herein, the probe block 30 and the holder 31 are selected of a material having the same or substantially similar thermal expansion coefficient as the wafer. For example, the probe block 30 and the holder 31 are formed of iron, synthetic resin, ceramic, stainless, and other nonferrous metals.

홀더(31)는 상기 전도성기판(40)이 정위치에서 탄성체(50)에 의해 설치될 수 있도록 하는 기준역할을 수행하게 되며, 전기 전도성이 우수하고 두께가 얇은 금속재를 대략 도 6에서와 같이 절곡 성형한 후 중앙부를 엣칭 방법으로 절취하여 하나의 전도성기판(40)이 대략 "Z" 형상이 마주보며 반복 배치될 수 있도록 하는 것이다.The holder 31 serves as a reference to allow the conductive substrate 40 to be installed by the elastic body 50 in place, and bends a metal material having excellent electrical conductivity and a thin thickness as shown in FIG. 6. After molding, the center portion is cut out by an etching method so that one conductive substrate 40 may be repeatedly arranged to face approximately “Z” shapes.

단위 전도성기판(40)의 구성을 구체적으로 살펴보면, 중앙에 위치되어 탄성체(50)에 의해 매립 고정되는 경사부(44)의 상부로는 탄성프로브(41)가 상부를 향해 경사지게 노출되고, 경사부(44)의 하단부에는 쇄회로기판(110)의 접속패드(111)와 접촉되도록 테스트접점부(42)가 노출된 상태로 탄성체(50)가 홀더(31)를 기둥으로 하여 전도성기판(40)을 정위치에서 몰딩될 수 있도록 하는 것이다.Looking at the configuration of the unit conductive substrate 40 in detail, the elastic probe 41 is inclined toward the upper portion of the inclined portion 44 is located in the center is buried and fixed by the elastic body 50, the inclined portion At the lower end of the conductive member 40, the elastic member 50 has a holder 31 as a pillar while the test contact portion 42 is exposed to contact the connection pad 111 of the printed circuit board 110. To be molded in place.

따라서, 절연성 탄성체(50)에 의해 경사부(44)들이 위치 유동되지 않고 그 형상이 고정된 상태에서 상부에는 탄성프로브(41)가 노출되고, 테스트접점부(42)의 사이를 경사부(44)를 통해 서로 전기적으로 연결된 상태를 갖게 되며, 각 전도성기판(40)은 적정 폭과 간격을 유지한 상태로 탄성체(50)에 의해 위치 고정되는 것이며, 탄성프로브(41)와 테스트접점부(42)들 사이는 부식 처리하는 에칭 방법으로 절단시킨 후 상부측 탄성프로브(41)를 경사지게 밴딩시켜 본 발명의 웨이퍼 테스트용 프로브을 완성하는 것이다.Therefore, the inclined portions 44 are not moved by the insulating elastic body 50 and the elastic probes 41 are exposed on the upper portion of the inclined portions 44 between the test contact portions 42. It will have a state that is electrically connected to each other through), each conductive substrate 40 is fixed to the position by the elastic body 50 while maintaining a proper width and spacing, the elastic probe 41 and the test contact portion 42 After cutting by the etching method of the corrosion treatment, the upper elastic probe 41 is bent inclined to complete the wafer test probe of the present invention.

탄성체(50)는 탄성 및 복원력이 우수한 실리콘 재질로 선택되어 에칭 방법에 의해 서로 분리되는 전도성기판(40)들을 위치 고정하는 역활을 갖게 된다.The elastic body 50 is selected from a silicon material having excellent elasticity and resilience, and has a role of fixing the conductive substrates 40 separated from each other by an etching method.

이와 같이 성형이 완성되면 단위 전도성기판(40)은 대략 "Z" 형상이 대칭되게 그 양측에 위치된 전도성기판(40)들과는 서로 전기적으로 절단되면서 경사부(44)에 의해 서로 연결된 탄성프로브(41)와 테스트접점부(42)로만 통전 가능하게 된다When the molding is completed as described above, the unit conductive substrate 40 is electrically cut from each other by the inclined portion 44 while being electrically cut from each other with the conductive substrates 40 positioned on both sides thereof in a symmetrical “Z” shape. ) And the test contact section 42 can be energized only.

탄성프로브(41)는 도 8에서와 같이 그 끝단부가 예리한 삼각형상으로 성형하는 것을 예로서 도시하고 있으나, 끝단부 형상을 둥글게 또는 톱니 형상으로 성형하여도 무방함을 밝혀둔다.The elastic probe 41 is shown as an example that the end portion is formed in a sharp triangular shape as shown in Fig. 8, but it is clear that the end portion may be rounded or sawtooth-shaped.

그리고, 도 4에서와 같이 탄성프로브(41)가 경사진 상태로 배치된 길이를 동일하게 하여 그 끝단부 높이를 일정하게 설계하여는 것이 일반적이나, 탄성프로브(41)의 끝단부 높이가 지그 재그 식으로 하나 건너 미세하게 높이 차이를 갖도록 설계하여도 무방하다.In addition, as shown in FIG. 4, it is common to design the end height of the end portion of the elastic probe 41 in a uniform manner by making the length of the elastic probe 41 in the inclined state the same. It is also possible to design so as to have a fine height difference across one way.

한편, 도 7에서와 같이 상기 공정으로 전도성기판(40)이 절연성 탄성체(50)를 충진하는 공정 및 에칭공정중 유동되거나 이탈되어 위치 어긋남을 방지하기 위 해 탄성프로브(41)의 저면과 테스트접점부(42)의 내측으로 보강필름(70)을 더 접착시키는 것이 좋다.Meanwhile, as shown in FIG. 7, the bottom surface of the elastic probe 41 and the test contact point to prevent misalignment due to flow or detachment during the process of filling the insulating elastic body 50 and the etching process in the above-described process. It is preferable to further adhere the reinforcement film 70 to the inside of the portion 42.

이 보강필름(70)은 접착력은 우수하면서 전기 절연체로 되어 탄성프로브(41)와 테스트접점부(42)가 분리된 상태에서도 그 위치와 형상이 어긋나지 않도록 유지하는 보강역할을 하게 된다.The reinforcement film 70 is an electrical insulator while excellent in adhesive force, and serves as a reinforcement role of maintaining the position and shape of the reinforcement film even when the elastic probe 41 and the test contact portion 42 are separated from each other.

그리고, 홀더(31)의 위치에서 상기 전도성기판(40)을 고정시키는 탄성체(50)와 그 일측에 위치되는 또 다른 탄성체(50) 사이 간격에는 도 7에서와 같이 탄성지지체(60)를 더 설치하는 것도 좋다.Further, an elastic support 60 is further installed at a distance between the elastic body 50 for fixing the conductive substrate 40 at the position of the holder 31 and another elastic body 50 positioned at one side thereof, as shown in FIG. 7. It is also good.

이 탄성지지체(60)의 상부가 탄성프로브(41)의 경사진 저면 일부를 탄성적으로 지지하게 되므로 탄성프로브(41)의 탄성력 및 복귀력을 더 향상시키고, 내구성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.Since the upper part of the elastic support 60 elastically supports the inclined bottom portion of the elastic probe 41, the elastic force and the return force of the elastic probe 41 can be further improved and durability can be obtained. .

이와 같이 구성된 본 발명의 탄성프로브(41)가 반도체 웨이퍼의 IC칩(10) 패드(11)와 접촉될 우수한 탄성력을 갖게 되므로 안정적인 업-다운(휘어짐)이 가능하다.Since the elastic probe 41 of the present invention configured as described above has excellent elastic force to be in contact with the pad 11 of the IC chip 10 of the semiconductor wafer, stable up-down is possible.

이 때 탄성프로브(41)의 단부가 예리한 형상으로 성형될 경우 에러 발생시 IC칩(10) 패드(11)와 접촉될 때 형성되는 흔적 여부를 육안으로 확인하는 것에 의해 에러 및 마모 여부를 쉽게 판별할 수 있는 것이다.At this time, when the end portion of the elastic probe 41 is molded in a sharp shape, it is easy to discriminate errors and abrasion by visually confirming whether a trace is formed when contacting the pad 11 of the IC chip 10 when an error occurs. It can be.

그리고, 프로브블록(30)은 분리 교체가 선택적으로 가능하기 때문에 테스트를 오래 하다보면 물리적인 접촉 압력으로 인하여 프로브블록(30)의 평탄도가 기울어지게 되는데, 이 경우에 각각의 고정볼트(37)를 조이거나 푸는 방법으로 개별적 인 평탄도 조절이 가능하다.Further, since the probe block 30 can be selectively replaced and replaced, the flatness of the probe block 30 is inclined due to the physical contact pressure, so that the fixing bolts 37 are fixed in this case. Individual flatness can be adjusted by tightening or unscrewing.

이러한, 본 발명은 비교적 간단한 구성으로 반도체 웨이퍼의 많은 IC칩의 패드들 간격이 매우 좁게 형성되는 경우에도 안정적이고 신속한 테스트를 수행할 수 있는 것이다.The present invention is capable of performing a stable and rapid test even when pads of many IC chips of a semiconductor wafer are formed very narrowly with a relatively simple configuration.

도 1 반도체 웨이퍼를 참고적으로 나타낸 평면도.1 is a plan view showing a semiconductor wafer for reference.

도 2는 종래 웨이퍼 프로빙 검사용 장치를 나타낸 요부 분해 사시도.Figure 2 is an exploded perspective view of the main portion showing a conventional wafer probing inspection apparatus.

도 3은 종래 웨이퍼 프로빙 검사용 장치의 구성을 보인 정면도. Figure 3 is a front view showing the configuration of a conventional wafer probing inspection apparatus.

도 4는 본 발명의 전체적인 구조를 나타낸 사시도로서, 4 is a perspective view showing the overall structure of the present invention,

도 5는 홀더의 길이 방향으로 절단하여 도시한 종단면도.Figure 5 is a longitudinal cross-sectional view cut in the longitudinal direction of the holder.

도 6은 본 발명의 확대 횡단면도.6 is an enlarged cross sectional view of the present invention;

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보인 횡단면도. Figure 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.

도 8은 탄성프로브의 형상을 확대하여 도시한 부분 사시도.8 is an enlarged partial perspective view of the elastic probe.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 - 반도체소자 11 - 패드10-semiconductor device 11-pad

30 - 프로브블록 31 - 홀더30-probe block 31-holder

40 - 전도성기판 41 - 탄성프로브40-conductive substrate 41-elastic probe

42 - 테스트접점부 44 - 경사부42-test contacts 44-slope

50 - 탄성체 60 - 탄성지지체50-Elastic 60-Elastic Support

70 - 보강필름 110 - 인쇄회로기판70-Reinforcement Film 110-Printed Circuit Board

Claims

In the probe block structure of the probe card for wafer probing inspection including a plurality of probes in contact with the pad of the wafer IC chip,

A probe block 30 fixed in a rectangular frame shape and electrically connected to an upper portion of the printed circuit board 110, and the plurality of holders 31 are fixed across a predetermined interval;

The elastic probe 41 is inclinedly exposed to the upper surface of the holder 31 of the probe block 30 so as to contact the terminal 11 of the IC chip 10, and a connection pad of the printed circuit board 110 is disposed below. The test contact portion 42 is exposed to be in contact with the 111, and the elastic probe 41 and the test contact portion 42 are continuously and repeatedly arranged in a symmetrical structure facing each other with the inclined portion 44 connected thereto. A pair of conductive substrates 40;

The inclined portions 44 of the conductive substrate 40 are filled in a symmetrical distance from each side of the holder 31, and are formed of an insulating elastic body 50 for fixing the conductive substrates 40. A probe block structure of a probe card for wafer probing inspection.

The method according to claim 1,

The probe block 30 including the holder 31 is a probe block structure of the probe card for the probe probe inspection, characterized in that formed of the same material as the thermal expansion coefficient of the wafer.

The method according to claim 1,

The probe block structure of the probe card for wafer probing inspection, characterized in that further bonding the reinforcing film 70 to the bottom of the elastic probe 41 of the conductive substrate 40 and the inner side of the test contact portion (42).

The method according to claim 1,

An elastic support for supporting a portion of the bottom surface of the elastic probe 41 in the interval between the elastic body 50 for fixing the conductive substrate 40 at the position of the holder 31 and another elastic body 50 located on one side thereof ( 60) is further provided, the probe block structure of the probe card for wafer probing inspection.