KR101012735B1

KR101012735B1 - 프로브 카드

Info

Publication number: KR101012735B1
Application number: KR1020087016265A
Authority: KR
Inventors: 히로시 나카야마; 미츠히로 나가야; 요시오 야마다
Original assignee: 니혼 하츠쵸 가부시키가이샤
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2011-02-09
Also published as: MY146186A; JP4823667B2; IL191896A0; WO2007066623A1; EP1959261A4; EP1959261A1; JP2007155507A; TW200728734A; TWI365988B; CN101341412A; CN101341412B; US8149006B2; US20100052707A1; KR20080082670A; IL191896A

Abstract

본 발명은 기판과 스페이스 트랜스포머와의 전기적인 접속을 확실하게 행할 수 있고, 메인티넌스를 용이하고 또한 저비용으로 행하는 것을 가능하게 한다.

반도체 웨이퍼에 접촉하여 전기신호의 입력 또는 출력을 행하는 복수의 프로브와, 상기 복수의 프로브를 수용 유지하는 프로브 헤드와, 검사용 신호를 생성하는 회로구조에 대응하는 배선 패턴을 가지는 기판과, 상기 기판에 장착되어 상기 기판을 보강하는 보강부재와, 축선방향으로 신축 자유로운 복수의 접속단자 및 상기 복수의 접속단자를 개별로 수용하는 복수의 구멍부가 형성된 하우징을 가지고, 상기 기판에 적층되고, 상기 기판의 배선을 중계하는 인터포저와, 상기 인터포저 및 상기 프로브 헤드의 사이에 개재하여 적층되고, 상기 인터포저에 의하여 중계된 배선의 간격을 변환하여 상기 프로브 헤드와 대향하는 쪽의 표면으로 표출하는 스페이스 트랜스포머를 구비한다.

Description

프로브 카드{PROBE CARD}

본 발명은 검사대상인 반도체 웨이퍼와 검사용 신호를 생성하는 회로구조와의 사이를 전기적으로 접속하는 프로브 카드에 관한 것이다.

반도체의 검사공정에서는, 다이싱하기 전의 반도체 웨이퍼의 상태에서 도전성을 가지는 프로브(도전성 접촉자)를 콘택트시킴으로써 도통검사를 행하고, 불량품을 검출하는 것이 있다(WLT : Wafer Level Test). 이 WLT를 행할 때에는, 검사장치(tester)에 의하여 생성, 송출되는 검사용 신호를 반도체 웨이퍼에 전달하기 위하여 다수의 프로브를 수용하는 프로브 카드가 사용된다. WLT에서는, 반도체 웨이퍼 상의 다이를 프로브 카드로 스캐닝하면서 프로브를 다이마다 개별로 콘택트시키나, 반도체 웨이퍼 상에는 수백 내지 수만이라는 다이가 형성되어 있기때문에, 하나의 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위해서는 상당한 시간을 요하고, 다이의 수가 증가함과 동시에 비용의 상승을 초래하고 있었다.

상기한 WLT의 문제점을 해소하기 위하여, 최근에는, 반도체 웨이퍼 상의 모든 다이, 또는 반도체 웨이퍼 상의 적어도 1/4 내지 1/2 정도의 다이에 수백 내지 수만의 프로브를 일괄하여 콘택트시키는 FWLT(Full Wafer Level Test)라는 방법도 이용되고 있다. 이 방법에서는, 프로브를 반도체 웨이퍼에 대하여 정확하게 콘택 트시키기 위하여, 기설정된 기준면에 대한 프로브 카드의 평행도나 평면도를 정밀도 좋게 유지함으로써 프로브의 선단 위치 정밀도를 유지하는 기술이나, 반도체 웨이퍼를 고정밀도로 얼라이먼트하는 기술이 필요하게 된다.

도 10은, 상기한 FWLT에서 적용되는 프로브 카드의 하나의 구성예를 나타내는 도면이다. 상기 도면에 나타내는 프로브 카드(71)는, 반도체 웨이퍼 상의 전극 패드의 배치 패턴에 대응하여 설치된 복수의 프로브(72)와, 이 복수의 프로브(72)를 수용하는 프로브 헤드(73)와, 프로브 헤드(73)에서의 미세한 배선 패턴의 간격을 변환하는 스페이스 트랜스포머(74)와, 스페이스 트랜스포머(74)에서 나온 배선을 중계하는 인터포저(75)와, 인터포저(75)로 중계된 배선(76)을 검사장치에 접속하는 기판(77)과, 기판(77)에 설치되어 검사장치측에 설치되는 암커넥터와 접속되는 수넥터와, 기판(77)을 보강하는 보강부재(79)를 구비한다.

이 중, 인터포저(75)로서는, 예를 들면 세라믹스 등의 절연성재료로 이루어지는 박막형상의 기재와, 이 기재의 양면에 기설정된 패턴으로 설치되고, 캔틸레버 빔 형상을 이루는 판 스프링식의 복수의 접속단자를 가지는 것이 알려져 있다. 이 경우에는, 인터포저(75)의 한쪽의 표면에 설치된 접속단자가 스페이스 트랜스포머(74)의 전극 패드에 접촉함과 동시에, 다른쪽의 표면에 설치된 접속단자가 기판(77)의 전극 패드에 접촉함으로써 양자의 전기적인 접속을 도모하고 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조).

또, 인터포저(75)를 박판형상의 실리콘 고무 내부의 판 두께방향으로 금속입자를 배열시킨 가압 도전 고무(러버 커넥터)에 의하여 구성하는 기술도 알려져 있 다. 가압 도전 고무는, 판 두께방향으로 압력을 가하면, 실리콘 고무 내부에서 인접하는 금속입자가 서로 접촉함으로써 이방도전성을 나타낸다. 이와 같은 성질을 가지는 가압 도전 고무를 인터포저(75)로서 적용함으로써, 스페이스 트랜스포머(74)와 기판(77)이 전기적으로 접속된다.

[특허문헌 1]

일본국 특허제3386077호 공보

그러나, 상기한 종래의 인터포저 중, 판 스프링식의 접속단자를 적용한 경우에는, 하나의 접속단자에 불량이 생기면, 그 접속단자만을 교환할 수 없고, 인터포저 전체를 교환하게 되기 때문에, 수리 등의 메인티넌스가 번거롭고 비용도 소요된다는 문제가 있었다.

또, 인터포저에 가압 도전 고무를 적용한 경우에는, 그 가압 도전 고무에 대하여 충분한 압력을 가하지 않으면 안정된 접촉저항이 얻어지지 않는다는 문제가 있었다. 특히, 기판이나 스페이스 트랜스포머에 휨, 굴곡, 요철 등의 변형이 생겨 있는 경우에는, 그와 같은 변형을 적절하게 보정할 수 없어, 전기적으로 접속할 수 없는 부분이 생기는 경우가 있었다.

본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 기판과 스페이스 트랜스포머와의 전기적인 접속을 확실하게 행할 수 있고, 메인티넌스를 용이하고 또한 저비용으로 행할 수 있는 프로브 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 기재된 발명은, 검사대상인 반도체 웨이퍼와 검사용 신호를 생성하는 회로구조와의 사이를 전기적으로 접속하는 프로브 카드에 있어서, 도전성재료로 이루어지고, 상기 반도체 웨이퍼에 접촉하여 전기신호의 입력 또는 출력을 행하는 복수의 프로브와, 상기 복수의 프로브를 수용 유지하는 프로브 헤드와, 상기 회로구조에 대응하는 배선 패턴을 가지는 기판과, 상기 기판에 장착되어 상기 기판을 보강하는 보강부재와, 도전성재료로 이루어지고, 축선방향으로 신축 자유로운 복수의 접속단자, 및 절연성재료로 이루어지고, 상기 복수의 접속단자를 개별로 수용하는 복수의 구멍부가 형성된 하우징을 가지고, 상기 기판에 적층되어, 상기 기판의 배선을 중계하는 인터포저와, 상기 인터포저 및 상기 프로브 헤드의 사이에 개재하여 적층되고, 상기 인터포저에 의하여 중계된 배선의 간격을 변환하여 상기 프로브 헤드와 대향하는 측의 표면에 표출하는 스페이스 트랜스포머를 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 접속단자는, 끝이 가는 첨단형상을 각각 가지는 제 1 및 제 2 바늘형상 부재와, 상기 제 1 및 제 2 바늘형상 부재의 각 축선방향을 일치시켜 신축 자유롭게 연결하는 코일형상의 스프링부재를 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 스프링부재는, 상기 구멍부에서 만곡 가능하고, 상기 만곡을 일으킴으로써 상기 제 1 및 제 2 바늘형상 부재 중 어느 하나와 접촉하는 밀착 감김부를 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 접속단자는 코일형상을 이루고, 상기 축선방향의 양쪽 끝측을 향하여 끝이 가늘어지도록 각각 밀착하여 감긴 한 쌍의 전극 핀부와, 상기 한 쌍의 전극 핀부의 사이에 개재하여 상기 한 쌍의 전극 핀부를 연결하는 코일 스프링부를 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 4에 기재된 발명에 있어서, 상기 코일 스프링부는, 상기 접속단자의 축선방향의 중간에 설치된 밀착 감김부와, 상기 밀착 감김부의 한쪽 끝측에 설치된 정상 감김부와, 상기 밀착 감김부의 한쪽 끝측으로서 상기 정상 감김부가 설치된 측과는 다른 끝부측에 설치되고, 상기 정상 감김부보다도 성기게 감긴 성긴 감김부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 기판에 고착되고, 상기 인터포저 및 상기 스페이스 트랜스포머에 압력을 가하여 유지하는 유지부재와, 상기 유지부재에 고착되고, 상기 프로브 헤드의 표면으로서 상기 복수의 프로브가 돌출하는 표면의 가장자리 끝부 근방을 전체 주위에 걸쳐 상기 기판의 방향으로 가압하는 리프 스프링을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 프로브 카드에 의하면, 검사대상인 반도체 웨이퍼와 검사용 신호를 생성하는 회로구조와의 사이를 전기적으로 접속하는 프로브 카드에 있어서, 도전성재료로 이루어지고, 상기 반도체 웨이퍼에 접촉하여 전기신호의 입력 또는 출력을 행하는 복수의 프로브와, 상기 복수의 프로브를 수용 유지하는 프로브 헤드와, 상기 회로구조에 대응하는 배선 패턴을 가지는 기판과, 상기 기판에 장착되어 상기 기판을 보강하는 보강부재와, 도전성재료로 이루어지고, 축선방향으로 신축 자유로운 복수의 접속단자 및 절연성재료로 이루어지고, 상기 복수의 접속단자를 개별로 수용하는 복수의 구멍부가 형성된 하우징을 가지며, 상기 기판에 적층되고, 상기 기판의 배선을 중계하는 인터포저와, 상기 인터포저 및 상기 프로브 헤드의 사이에 개재하여 적층되고, 상기 인터포저에 의하여 중계된 배선의 간격을 변환하여 상기 프로브 헤드와 대향하는 쪽의 표면에 표출하는 스페이스 트랜스포머를 구비함으로써, 기판과 스페이스 트랜스포머와의 전기적인 접속을 확실하게 행할 수 있어, 메인티넌스를 용이하게 또한 저비용으로 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 관한 프로브 카드 주요부의 구성을 나타내는 분해사시도,

도 2는 본 발명의 실시형태 1에 관한 프로브 카드의 구성을 나타내는 상면도,

도 3은 본 발명의 실시형태 1에 관한 프로브 카드를 사용한 검사의 개요를 나타내는 도,

도 4는 본 발명의 실시형태 1에 관한 프로브 카드가 구비하는 인터포저의 내부구성을 나타내는 부분단면도,

도 5는 본 발명의 실시형태 1에 관한 프로브 카드에서의 인터포저 주변의 구성을 나타내는 도,

도 6은 프로브 및 프로브 헤드 주요부의 구성을 나타내는 확대부분 단면도,

도 7은 본 발명의 실시형태 2에 관한 프로브 카드가 구비하는 인터포저의 내부구성을 나타내는 부분단면도,

도 8은 본 발명의 실시형태 2에 관한 프로브 카드에서의 인터포저 주변의 구성을 나타내는 도,

도 9는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 프로브 카드의 구성을 나타내는 상면도,

도 10은 종래의 프로브 카드의 구성을 나타내는 도면이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 61, 71 : 프로브 카드 2, 72 : 프로브

3 : 커넥터자리 4 : 반도체 웨이퍼

11, 62, 77 : 기판 12, 79 : 보강부재

13, 51, 75 : 인터포저 14, 74 : 스페이스 트랜스포머

15, 63, 73 : 프로브 헤드 15p, 63p : 프로브 수용영역

16 : 유지부재 17, 64 : 리프 스프링

18, 76 : 배선 19, 78 : 수커넥터

21, 22, 133, 134 : 바늘형상부재

21a, 22a, 133a, 134a : 바늘형상부

21b, 22c, 133c, 134c : 보스부 21c : 축부

22b, 133b, 134b : 플랜지부 23, 135 : 스프링부재

23a, 53f, 135a : 성긴 감김부

23b, 53e, 135b : 밀착 감김부 30 : 암커넥터

40 : 웨이퍼 척 41, 111, 141 : 전극 패드

52, 131 : 하우징 53, 132 : 접속단자

53a : 코일 스프링부 53b, 53c : 전극 핀부

53d : 정상 감김부 54, 136, 137, 151 : 구멍부

54a, 136a, 137a, 151a : 작은 지름 구멍

54b, 136b, 137b, 151b : 큰 지름 구멍

121 : 바깥 둘레부 122 : 중심부

123 : 연결부 131a : 제 1 부재

131b : 제 2 부재 171, 641 : 멈춤쇠부

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태(이후, 「실시형태」라고 한다)를 설명한다. 또한, 도면은 모식적인 것으로, 각 부분의 두께와 폭과의 관계, 각각의 부분의 두께의 비율 등은 현실의 것과는 다른 것에 유의해야 하며, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.

(실시형태 1)

도 1은, 본 발명의 실시형태 1에 관한 프로브 카드 주요부의 구성을 나타내는 분해사시도이다. 또, 도 2는 본 실시형태 1에 관한 프로브 카드의 상면도이다. 또한, 도 3은, 프로브 카드(1)를 사용한 검사의 개요를 나타내는 도면이고, 프로브 카드(1)에 대해서는 도 2의 A-A선 단면을 모식적으로 나타내는 도면이다. 이들 도 1 내지 도 3에 나타내는 프로브 카드(1)는, 복수의 프로브를 사용하여 검사대상인 반도체 웨이퍼와 검사용 신호를 생성하는 회로구조를 구비하는 검사장치를 전기적으로 접속하는 것이다.

프로브 카드(1)는, 얇은 원반형상을 이루고, 검사장치와의 전기적인 접속을 도모하는 기판(11)과, 기판(11)의 한쪽 면에 장착되고, 기판(11)을 보강하는 보강부재(12)와, 기판(11)으로부터의 배선을 중계하는 인터포저(13)와, 인터포저(13)에 의하여 중계된 배선의 간격을 변환하는 스페이스 트랜스포머(14)와, 기판(11)보다도 지름이 작은 원반형상을 이루어 스페이스 트랜스포머(14)에 적층되고, 검사대상의 배선 패턴에 대응하여 복수의 프로브를 수용 유지하는 프로브 헤드(15)를 구비한다. 또, 프로브 카드(1)는, 기판(11)에 고착되고, 인터포저(13) 및 스페이스 트랜스포머(14)를 적층한 상태에서 일괄하여 유지하는 유지부재(16)와, 유지부재(16)에 고착되어 프로브 헤드(15)의 끝부를 고정하는 리프 스프링(17)을 구비한다.

이하, 프로브 카드(1)의 더욱 상세한 구성을 설명한다. 기판(11)은, 베이클라이트나 에폭시수지 등의 절연성재료를 사용하여 형성되고, 복수의 프로브와 검사장치를 전기적으로 접속하기 위한 배선층(배선 패턴)이 관통구멍(via hall) 등에 의하여 입체적으로 형성되어 있다.

보강부재(12)는, 기판(11)과 대략 동일한 지름을 가지는 원형의 바깥 둘레부(121)와, 바깥 둘레부(121)가 이루는 원과 동일한 중심을 가지고, 인터포저(13)의 표면보다도 약간 표면적이 큰 원반형상을 이루는 중심부(122)와, 중심부(122)의 바깥 둘레방향에서 바깥 둘레부(121)에 도달할 때까지 연장 돌출하고, 바깥 둘레부(121)와 중심부(122)를 연결하는 복수의 연결부(123)(도 1에서는 4개)를 구비한다. 이와 같은 보강부재(12)는, 알루마이트 마무리를 행한 알루미늄, 스테인리스, 인바재, 코바르재(등록상표), 두랄루민 등, 강성이 높은 재료에 의하여 실현된다.

인터포저(13)는, 정8각형의 표면을 가지고 박판형상을 이룬다. 도 4는, 인터포저(13)의 상세한 내부구성을 나타내는 확대부분 단면도이다. 이 도 4에 나타내는 바와 같이, 인터포저(13)는, 하우징(131)에 복수의 접속단자(132)가 수용 유지되어 이루어진다. 접속단자(132)는, 조립시에 기판(11)과 접촉하는 바늘형상부재(133)와, 조립시에 스페이스 트랜스포머(14)와 접촉하는 바늘형상부재(134)와, 바늘형상부재(133)와 바늘형상부재(134)와의 사이에 설치되어 2개의 바늘형상부재(133, 134)를 신축 자유롭게 연결하는 스프링부재(135)를 구비한다. 서로 연결되는 바늘형상부재(133, 134) 및 스프링부재(135)는 동일한 축선을 가지고 있다. 바늘형상부재(133, 134)는 끝이 가는 선단형상을 각각 가지고 있고, 한쪽이 제 1 바늘형상부재이고, 다른쪽이 제 2 바늘형상부재이다.

바늘형상부재(133)는, 선단방향으로 돌출한 첨예단을 가지는 바늘형상부(133a)와, 바늘형상부(133a)의 선단과 반대측의 기단부에 설치되고, 바늘형상부(133a)의 지름보다도 큰 지름을 가지는 플랜지부(133b)와, 플랜지부(133b)의 바늘형상부(133a)가 접하는 쪽과 반대측의 표면에서 돌출하고, 플랜지부(133b)의 지름보다도 작은 지름을 가지는 보스부(133c)를 구비하여, 길이방향으로 축대칭인 형상을 이루고 있다.

바늘형상부재(134)는, 복수의 멈춤쇠(pawl)가 돌출한 선단형상(크라운형상)을 이루는 바늘형상부(134a)와, 바늘형상부(134a)의 선단과 반대측의 기단부에 설치되고, 바늘형상부(134a)의 지름보다도 큰 지름을 가지는 플랜지부(134b)와, 플랜지부(134b)의 바늘형상부(134a)가 접하는 쪽과 반대측의 표면에서 돌출하고, 플랜지부(134b)의 지름보다도 작은 지름을 가지는 보스부(134c)를 구비하여 길이방향으로 축대칭인 형상을 이루고 있다. 또한, 플랜지부(134b)의 지름은 플랜지부(133b)의 지름과 동일하고, 보스부(134c)의 지름은 보스부(133c)의 지름과 동일하다.

또한, 바늘형상부(133a, 134a)의 형상은, 접촉하는 상대측 부재의 형상이나 재질에 따라 정하면 되고, 크라운형상과 첨예단형상의 어느 쪽이나 적용 가능하다.

스프링부재(135)는, 바늘형상부재(133)측이 성긴 감김부(135a)인 한편, 바늘형상부재(134)측이 밀착 감김부(135b)이고, 성긴 감김부(135a)의 끝부는 보스부(133c)에 감겨지고, 밀착 감김부(135b)의 끝부는 보스부(134c)에 감겨져 있다. 성긴 감김부(135a)와 플랜지부(133b)와의 사이 및 밀착 감김부(135b)와 플랜지부(134b)와의 사이는, 스프링의 감김력 및/또는 납땜에 의하여 각각 접합되어 있다. 이상의 구성을 가지는 접속단자(132)는, 스프링부재(135)를 구비함으로써 바늘형상부재(133, 134)가 도 4에서 상하방향으로 탄발적으로 이동 가능하다.

이상의 구성을 가지는 접속단자(132)를 수용하는 하우징(131)은, 제 1 부재(131a)와 제 2 부재(131b)가 겹쳐서 이루어진다. 제 1 부재(131a)에는, 복수의 접속단자(132)를 개별로 수용하는 구멍부(136)가 형성되어 있다. 이 구멍부(136)는, 바늘형상부(133a)의 지름보다도 약간 큰 지름을 가지는 작은 지름 구멍(136a) 과, 플랜지부(133b)보다 약간 큰 지름을 가지는 큰 지름 구멍(136b)을 구비하고, 이들 작은 지름 구멍(136a) 및 큰 지름 구멍(136b)이 동일한 축선을 가지는 단이 있는 구멍형상을 이룬다.

또, 제 2 부재(131b)에도 복수의 접속단자(132)를 개별로 수용하는 구멍부(137)가 형성되어 있고, 이 구멍부(137)는, 바늘형상부(134a)의 지름보다도 약간 큰 지름을 가지는 작은 지름 구멍(137a)과, 플랜지부(134b)보다도 약간 큰 지름을 가지는 큰 지름 구멍(137b)을 구비하고, 이들 작은 지름 구멍(137a) 및 큰 지름 구멍(137b)이 동일한 축선을 가지는 단이 있는 구멍형상을 이룬다. 상기한 바와 같이 플랜지부(133b)의 지름과 플랜지부(134b)의 지름은 같기 때문에, 큰 지름 구멍(136b)의 지름과 큰 지름 구멍(137b)의 지름도 같고, 제 1 부재(131a)와 제 2 부재(131b)를 조합시켰을 때에 구멍부(136)와 구멍부(137)는 축선방향으로 매끄럽게 연통한다.

도 4에 나타내는 초기상태에서, 바늘형상부재(133)의 플랜지부(133b)는, 제 1 부재(131a)의 구멍부(136) 중, 큰 지름 구멍(136b)과 작은 지름 구멍(136a)과의 경계를 이루는 계단형상부분에 맞닿음으로써, 바늘형상부재(133)의 하우징(131)으로부터의 빠짐 방지기능을 하고 있다. 마찬가지로, 바늘형상부재(134)의 플랜지부(134b)는, 제 2 부재(131b)의 구멍부(137) 중, 작은 지름 구멍(137a)과 큰 지름 구멍(137b)과의 경계를 이루는 계단부분에 맞닿음으로써 바늘형상부재(134)의 하우징(131)으로로부터의 빠짐 방지기능을 하고 있다.

도 5는 프로브 카드(1)의 인터포저(13) 주변의 구성을 나타내는 도면이다. 이 도 5에 나타내는 바와 같이 인터포저(13)는 기판(11)과 스페이스 트랜스포머(14)와의 사이에 개재하여, 바늘형상부재(133)의 선단이 기판(11)의 전극 패드(111)에 접촉하는 한편, 바늘형상부재(134)의 선단이 스페이스 트랜스포머(14)의 전극 패드(141)에 접촉함으로써, 기판(11)과 스페이스 트랜스포머(14)와의 전기적인 접속을 중계하고 있다.

도 5에 나타내는 상태에서, 밀착 감김부(135b)의 일부는 바늘형상부재(133)의 보스부(133c)에 접촉하고 있다. 따라서, 밀착 감김부(135b)에는 접속단자(132)의 축선방향을 따른 직선적인 전기신호가 흐르고, 성긴 감김부(135a)에 코일형상으로 전기신호가 흐르는 일이 없어, 접속단자(132)의 인덕턴스의 증가를 억제할 수 있다.

또한, 이상의 설명에서는, 인터포저(13)에 적용되는 접속단자(132)의 바늘형상부재(133, 134)는 다른 형상을 이루고 있었으나, 서로 동일한 형상을 가지는 바늘형상부재를 스프링부재(135)에 의하여 접속하는 구성으로 하여도 된다.

이상 설명한 인터포저(13)는, 코일 스프링을 구비하고, 서로 평행한 축선을 가지는 복수의 접속단자(132)를 적용하고 있기 때문에, 각각의 접속단자(132)가 독립으로 움직여, 기판(11)이나 스페이스 트랜스포머(14)의 변형에 인터포저(13)를 추종시키는 것이 가능해진다. 이 결과, 기판(11) 및/또는 스페이스 트랜스포머(14)의 변형에 의하여 일부의 배선이 단선되는 것을 방지할 수 있음과 동시에, 반도체 웨이퍼(4)의 열팽창계수와 기판(11)의 열팽창계수와의 차이를 흡수할 수도 있다.

또, 인터포저(13)는, 판 스프링을 접속단자로 하는 종래예와 동일한 스페이스에서 비교한 경우, 접속단자에 가해지는 하중이나 스트로크를 크게 할 수 있다. 이 결과, 판 스프링을 사용한 인터포저보다도 공간 절약화를 실현하는 것이 가능하다. 따라서 최근의 전자기기의 소형화에 따르는 반도체 웨이퍼 상의 배선의 고밀도화에 따른 프로브의 다(多)핀화, 협(狹) 피치화에도 충분히 대응할 수 있다.

또한, 인터포저(13)는, 접속단자(132)가 하우징(131)에 삽입되어 있을 뿐이고, 납땜 등에 의하여 하우징(131)에 고착되어 있는 것은 아니기 때문에, 가령 하나의 접속단자(132)에 불량이 생겼을 때, 그 접속단자(132)만을 교환할 수 있어, 메인티넌스를 용이하고 또한 저비용으로 행할 수 있다.

스페이스 트랜스포머(14)는, 기판(11)과 마찬가지로 내부의 배선층이 관통구멍 등에 의하여 입체적으로 형성되어 있다. 이 스페이스 트랜스포머(14)의 표면은 인터포저(13)와 대략 합동인 정8각형의 표면을 가지고, 박판형상을 이루고 있다. 이와 같은 스페이스 트랜스포머(14)는, 세라믹스 등의 절연성재료를 모재로 하고 있고, 반도체 웨이퍼의 열팽창계수와 기판(11)의 열팽창계수와의 차이를 완화하는 기능도 하고 있다.

프로브 헤드(15)는, 원반형상을 이루고, 도 2에 나타내는 프로브 수용영역(15p)에서 복수의 프로브(2)를 도 2에서 지면에 수직하게 돌출하도록 수용 유지하고 있다. 프로브(2)의 배열 패턴은, 검사대상인 반도체 웨이퍼(4)의 배선 패턴에 따라 정해진다.

도 6은 프로브 헤드(15) 주요부의 구성 및 프로브(2)의 상세한 구성을 나타 내는 확대부분 단면도이다. 상기 도면에 나타내는 프로브(2)는, 웨이퍼 척(40)에 탑재된 반도체 웨이퍼(4)의 전극 패드(41)의 배치 패턴에 대응하여 한쪽의 선단이 돌출하도록 설치되어 있고, 각 프로브(2)의 선단(저면측)이 반도체 웨이퍼(4)의 복수의 전극 패드(41)의 표면에 대하여 수직한 방향에서 접촉한다.

프로브(2)는, 더욱 구체적으로는, 스페이스 트랜스포머(14)와 접촉하는 바늘형상부재(21)와, 이 바늘형상부재(21)와 상반되는 방향으로 돌출하고, 반도체 웨이퍼(4)의 전극 패드(41)에 접촉하는 바늘형상부재(22)와, 바늘형상부재(21)와 바늘형상부재(22)와의 사이에 설치되어 2개의 바늘형상부재(21, 22)를 신축 자유롭게 연결하는 스프링부재(23)를 구비한다. 서로 연결되는 바늘형상부재(21, 22) 및 스프링부재(23)는 동일한 축선을 가지고 있다.

바늘형상부재(21)는, 선단방향으로 돌출한 첨예단을 가지는 바늘형상부(21a)와, 바늘형상부(21a)의 첨예단과 반대측의 기단부에 설치되고, 바늘형상부(21a)의 지름보다 작은 지름을 가지는 보스부(21b)와, 보스부(21b)의 바늘형상부(21a)가 접하는 쪽과 반대측의 표면에서 연장 돌출하는 축부(21c)를 구비하고, 길이방향으로 축대칭인 형상을 이루고 있다. 이것에 대하여 바늘형상부재(22)는, 선단방향으로 돌출한 첨예단을 가지는 바늘형상부(22a)와, 바늘형상부(22a)의 첨예단과 반대측의 기단부에 설치되고, 바늘형상부(22a)의 지름보다도 큰 지름을 가지는 플랜지부(22b)와, 플랜지부(22b)의 바늘형상부(22a)가 접하는 쪽과 반대측의 표면에서 돌출하고, 플랜지부(22b)의 지름보다도 작은 지름을 가지는 보스부(22c)를 구비하여, 길이방향으로 축대칭인 형상을 하고 있다.

스프링부재(23)는, 바늘형상부재(21)측이 성긴 감김부(23a)인 한편, 바늘형상부재(22)측이 밀착 감김부(23b)이고, 성긴 감김부(23a)의 끝부는 바늘형상부재(21)의 보스부(21b)에 감겨지고, 밀착 감김부(23b)의 끝부는 바늘형상부재(22)의 보스부(22c)에 감겨져 있다. 성긴 감김부(23a)와 보스부(21b)와의 사이 및 밀착 감김부(23b)와 보스부(22c)와의 사이는, 스프링의 감김력 및/또는 납땜에 의하여 각각 접합되어 있다.

이상의 구성을 가지는 프로브(2)는, 스프링부재(23)를 구비함으로서 바늘형상부재(21, 22)가 도 6에서 상하방향으로 탄발적으로 이동 가능하다. 바늘형상부재(21)를 전극 패드(141)에 접촉시킨 상태, 즉 도 6에 나타내는 상태에서, 밀착 감김부(23b)의 적어도 일부는 바늘형상부재(21)의 축부(21c)에 접촉하고 있다. 바꾸어 말하면 밀착 감김부(23b)의 축선방향의 길이는, 상기한 도 6에 나타내는 상태를 실현 가능한 길이로 설정된다. 스프링부재(23)의 내경은, 보스부(21b)나 보스부(22c)의 외경보다도 약간 크다. 이에 의하여, 스프링부재(23)의 신축동작을 원활하게 행하게 할 수 있다.

또한, 도 3이나 도 6에서는 기재하고 있지 않으나, 프로브 헤드(15)가 수용 유지하는 프로브(2) 중에는, 그라운드용의 프로브나, 전력 공급용의 프로브도 포함되어 있다. 이 때문에, 프로브(2)에 접속되는 배선(18) 중에는, 그라운드층이나 전원층에 접속되는 것도 있다.

프로브 헤드(15)는, 예를 들면 세라믹스 등의 절연성재료를 이용하여 형성되고, 반도체 웨이퍼(4)의 배열에 따라 프로브(2)를 수용하기 위한 구멍부(151)가 두 께가 두꺼운 방향(도 6의 연직방향)으로 관통되어 있다. 구멍부(151)는, 도 3이나 도 6에서 아래 쪽, 즉 반도체 웨이퍼(4)측의 끝면으로부터, 적어도 바늘형상부(22a)의 길이방향의 길이보다도 작은 기설정된 길이에 걸쳐 형성된 작은 지름 구멍(151a)과, 이 작은 지름 구멍(151a)과 동일한 중심축을 가지고, 작은 지름 구멍(15h)보다도 지름이 큰, 큰 지름 구멍(151b)을 가진다. 또, 도 6에 나타내는 바와 같이, 작은 지름 구멍(151a)의 내경은, 바늘형상부재(22)의 바늘형상부(22a)의 외경보다도 약간 크고, 플랜지부(22b)의 외경보다 약간 작다. 이와 같이 구멍부(151)가 단이 있는 구멍형상으로 형성됨으로써, 프로브(2)의 바늘형상부재(22))를 빠짐 방지하고 있다.

프로브 헤드(15)에 수용되는 프로브(2)의 수나 배치 패턴은, 반도체 웨이퍼(4)에 형성되는 반도체 칩의 수나 전극 패드(41)의 배치 패턴에 따라 정해진다. 예를 들면 직경 8 인치(약 200 mm)의 반도체 웨이퍼(4)를 검사대상으로 하는 경우에는, 수백 내지 수천개의 프로브(2)가 필요하게 된다. 또, 직경 12 인치(약 300 mm)의 반도체 웨이퍼(4)를 검사대상으로 하는 경우에는, 수천 내지 수만개의 프로브(2)가 필요하게 된다. 이와 같이 대량의 프로브(2)를 유지하는 경우, 프로브 헤드(15)의 휨, 굴곡, 요철 등의 변형이 문제가 되나, 본 실시형태 1에서는, 리프 스프링(17)의 멈춤쇠부(171)가 원형 표면을 가지는 프로브 헤드(15)의 가장자리 끝부 근방을 전체 주위에 걸쳐 똑같이 가압하는 구성을 가지고 있기 때문에, 프로브 헤드(15)에 불규칙한 휨이나 굴곡이 발생하는 일이 없고, 내구성도 우수하고, 안정된 프로브 스트로크를 얻을 수 있는 구성으로 되어 있다.

또한, 프로브 헤드(15)를, 도 6의 연직방향을 따라 상하 2개의 부분으로 분할하여 구성하여도 된다. 이 경우에는, 나사와 위치 결정핀을 이용하여 2개의 부분을 체결하나, 프로브(2)의 초기 하중으로 하측의 판이 팽창되는 것을 방지하기 위하여, 하측에 오는 부분의 두께가 상측에 오는 부분의 두께보다 두꺼워지도록 설정한다. 이와 같이 프로브 헤드(15)를 분할하여 구성함으로써, 프로브(2)를 용이하게 교환하는 것이 가능해진다.

계속해서, 프로브 카드(1)의 구성을 설명한다. 유지부재(16)는, 보강부재(12)와 동일한 재료에 의하여 구성되고, 인터포저(13)와 스페이스 트랜스포머(14)를 적층하여 유지 가능한 정8각 기둥형상의 중공부를 가진다. 이 유지부재(16)는, 인터포저(13) 및 스페이스 트랜스포머(14)를 기판(11)에 대하여 가압하여 유지함으로써, 기판(11)과 스페이스 트랜스포머(14)가 인터포저(13)를 거쳐 전기적으로 접속하기 위하여 필요한 압력을 가하고 있다.

리프 스프링(17)은, 인청동, 스테인리스(SUS), 베릴륨구리 등의 탄성이 있는 재료로 형성되고, 두께가 얇은 둥근 고리형상을 이루며, 그 안 둘레에는 인터포저(13), 스페이스 트랜스포머(14) 및 프로브 헤드(15)를 유지하기 위한 가압용 부재로서의 멈춤쇠부(171)가 전체 주위에 걸쳐 똑같이 설치되어 있다. 이와 같은 멈춤쇠부(171)는, 프로브 헤드(15) 표면의 가장자리 끝부 근방을 전체 주위에 걸쳐 기판(11)의 방향으로 균등하게 가압하고 있다. 따라서, 프로브 헤드(15)로 수용하는 프로브(2)에는 대략 균일한 초기 하중이 발생하여, 프로브 헤드(15)의 휨을 방지할 수 있다. 또, 본 실시형태 1에서는, 인터포저(13) 및 스페이스 트랜스포 머(14)의 각 표면이 프로브 헤드(15)의 표면이 이루는 원과 동일한 정도의 면적을 가지는 정8각형을 이루고 있기 때문에, 멈춤쇠부(171)가 정8각형의 정점위치를 가압할 수 있어, 인터포저(13)나 스페이스 트랜스포머(14)의 휨을 방지하는 기능도 하고 있다.

기판(11)과 보강부재(12)와의 사이, 기판(11)과 유지부재(16)와의 사이, 및 유지부재(16)와 리프 스프링(17)과의 사이는, 기설정된 위치에 나사 고착된 나사에 의하여 각각 체결되어 있다(도 1에서는 생략).

기판(11)에 형성되는 배선(18)의 한쪽 끝은, 검사장치(도시 생략)와의 접속을 행하기 위하여 기판(11)의 표면으로서 보강부재(12)가 장착된 측의 표면에 설치된 복수의 수커넥터(19)에 접속되는 한편, 그 배선(18)의 다른쪽 끝은, 스페이스 트랜스포머(14)의 하단부에 형성되는 전극 패드(141)를 거쳐 프로브 헤드(15)로 수용 유지하는 프로브(2)에 접속되어 있다. 또한, 도 3에서는, 기재를 간략하게 하기 위하여, 일부의 배선(18)만을 나타내고 있다.

각 수커넥터(19)는, 기판(11)의 중심에 대하여 방사상으로 설치되고, 검사장치의 커넥터자리(3)에서 대향하는 위치에 설치되는 암커넥터(30)의 각각과 쌍을 이루고, 서로의 단자가 접촉함으로써 프로브(2)와 검사장치와의 전기적인 접속을 확립한다. 수커넥터(19)와 암커넥터(30)로 구성되는 커넥터로서, 수커넥터를 끼우고 뺄 때에 외력을 거의 필요로 하지 않고, 커넥터끼리를 결합한 후에 외력에 의하여 압접력을 가하는 제로 인서션 포스(ZIF : Zero Insertion Force)형 커넥터를 적용할 수 있다. 이 ZIF형 커넥터를 적용하면, 프로브 카드(1)나 검사장치는, 프로 브(2)의 수가 많아도 접속에 의한 스트레스를 거의 받지 않아도 되고, 확실한 전기적 접속을 얻을 수 있어, 프로브 카드(1)의 내구성을 향상시킬 수도 있다.

또한, 기판(11)에 암커넥터를 설치하는 한편, 커넥터자리(3)에 수커넥터를 설치하여도 된다. 또, 수커넥터의 형상이나 기판에 대한 배치위치는 반드시 상기한 것에 한정되는 것은 아니고, 그 형상이나 배치위치에 따라, 검사장치측에 설치되는 암커넥터의 형상이나 배치위치도 변경되는 것은 물론이다.

또, 프로브 카드와 검사장치와의 접속을 커넥터에 의하여 실현하는 대신에, 검사장치에 스프링작용이 있는 포고핀 등의 단자를 설치하고, 이와 같은 단자를 거쳐 프로브 카드를 검사장치에 접속하는 구성으로 하여도 된다.

이상의 구성을 가지는 프로브 카드(1)에 있어서, 도 3 및 도 6에 나타내는 상태에서 웨이퍼 척(40)을 상승시킴으로써 반도체 웨이퍼(4)의 전극 패드(41)를 바늘형상부(22a)의 선단부에 접촉시키면, 바늘형상부재(22)는 상승하고, 스프링부재(23)는 압축되어, 더욱 만곡하여 사행(蛇行)하게 된다. 이때, 밀착 감김부(23b)의 일부는 바늘형상부재(21)의 축부(21c)에 접촉한 상태를 유지하기 때문에, 밀착 감김부(23b)에는 프로브(2)의 축선방향을 따른 직선적인 전기신호가 흐른다. 따라서, 성긴 감김부(23a)에 코일형상으로 전기신호가 흐르는 일이 없어, 프로브(2)의 인덕턴스의 증가를 억제할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 실시형태 1에 관한 프로브 카드에 의하면, 검사대상인 반도체 웨이퍼와 검사용 신호를 생성하는 회로구조와의 사이를 전기적으로 접속하는 프로브 카드에 있어서, 도전성재료로 이루어지고, 상기 반도체 웨이퍼에 접촉 하여 전기신호의 입력 또는 출력을 행하는 복수의 프로브와, 상기 복수의 프로브를 수용 유지하는 프로브 헤드와, 상기 회로구조에 대응하는 배선 패턴을 가지는 기판과, 상기 기판에 장착되어 상기 기판을 보강하는 보강부재와, 도전성재료로 이루어지고, 축선방향으로 신축 자유로운 복수의 접속단자, 및 절연성재료로 이루어지고, 상기 복수의 접속단자를 개별로 수용하는 복수의 구멍부가 형성된 하우징을 가지며, 상기 기판에 적층되고, 상기 기판의 배선을 중계하는 인터포저와, 상기 인터포저 및 상기 프로브 헤드의 사이에 개재하여 적층되고, 상기 인터포저에 의하여 중계된 배선의 간격을 변환하여 상기 프로브 헤드와 대향하는 쪽의 표면으로 표출하는 스페이스 트랜스포머를 구비함으로써, 기판과 스페이스 트랜스포머와의 전기적인 접속을 확실하게 행할 수 있으며, 메인티넌스를 용이하고 또한 저비용으로 행할 수 있다.

또, 본 실시형태 1에 관한 프로브 카드에 의하면, 인터포저에 대하여, 코일 스프링을 구비하고, 서로 평행한 축선을 가지는 복수의 접속단자를 적용하고 있기 때문에, 각각의 접속단자가 독립으로 움직여, 기판이나 스페이스 트랜스포머의 변형에 인터포저를 추종시키는 것이 가능해진다. 이 결과, 기판이나 스페이스 트랜스포머가 변형됨으로써 일부의 배선이 단선되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시형태 1에 관한 프로브 카드에 의하면, 인터포저의 접속단자가 판두께방향으로 신축 자유로운 코일 스프링을 구비하고 있기 때문에, 판 스프링을 접속단자로 하는 종래예와 동일한 스페이스로 비교한 경우, 접속단자에 가해지는 하중이나 스트로크를 크게 할 수 있다. 이 결과, 판 스프링을 사용한 인터포저보 다도 공간 절약화를 실현하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시형태 1에 관한 프로브 카드에 의하면, 리프 스프링이 프로브 헤드 표면의 가장자리 끝부 근방을 전체 주위에 걸쳐 기판의 방향으로 균일하게 가압하는 구성을 가지고 있기 때문에, 기판 이외의 인터포저, 스페이스 트랜스포머, 및 프로브 헤드의 휨도 억제하는 것이 가능해져, 프로브 카드 전체의 평면도, 평행도의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

(실시형태 2)

본 발명의 실시형태 2에 관한 프로브 카드는, 인터포저의 구성을 제외하고 동일하다. 즉, 본 실시형태 2에 관한 프로브 카드는, 기판(11), 보강부재(12), 스페이스 트랜스포머(14), 프로브 헤드(15), 유지부재(16) 및 리프 스프링(17)을 구비한다. 또, 프로브 헤드(15)에 수용 유지되는 프로브도, 상기 실시형태 1에서 설명한 프로브(2)이다.

이하, 본 발명의 실시형태 2에 관한 프로브 카드에 적용되는 인터포저의 구성을 상세하게 설명한다. 도 7은, 본 실시형태 2에 관한 프로브 카드에 적용되는 인터포저의 구성을 나타내는 부분 종단면도이다. 상기 도면에 나타내는 인터포저(51)는, 모재를 이루는 하우징(52)과, 하우징(52)에 수용 유지되는 복수의 접속단자(53)를 구비한다.

접속단자(53)는, 도전성재료를 감아 형성된 것으로, 원통형상을 이루도록 감겨진 코일 스프링부(53a)와, 이 코일 스프링부(53a)의 양쪽 끝으로부터 끝이 가는 테이퍼형상으로 밀착하여 감겨진 한 쌍의 전극 핀부(53b, 53c)로 이루어진다. 코 일 스프링부(53a)는, 정상 감김부(53d), 밀착 감김부(53e) 및 정상 감김부(53d)보다 비교적 성긴 피치로 형성된 성긴 감김부(53f)를 구비한다. 이와 같은 구성을 가지는 접속단자(53)에 의하면, 압축 변형되었을 때에 코일 스프링부(53a)에 얽힘이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

하우징(52)은 단일부재로 이루어지고, 복수의 접속단자(53)를 개별로 수용하는 구멍부(54)가 형성되어 있다. 이 구멍부(54)는, 전극 핀부(53c)를 유지하여 빠짐 방지하는 작은 지름 구멍(54a)과, 접속단자(53)의 중간부의 지름보다 약간 큰 지름을 가지는 큰 지름 구멍(54b)을 구비하고, 이들 작은 지름 구멍(54a) 및 큰 지름 구멍(54b)이 동일한 축선을 가지는 단이 있는 구멍형상을 이룬다. 이와 같은 구성을 가지는 하우징(52)에 접속단자(53)를 삽입할 때에는, 큰 지름 구멍(54b)의 끝부 개구면에서 접속단자(53)를 삽입한다.

도 8은, 인터포저(51)를 이용하여 프로브 카드를 구성하였을 때의 인터포저(51) 주변의 구성을 나타내는 도면이다. 도 8에 나타내는 상태에서, 코일 스프링부(53a)는 정상 감김부(53d) 및 성긴 감김부(53f)가 휘어 대략 밀착상태가 되고, 접속단자(53)의 전극 핀부(53c)의 선단이 스페이스 트랜스포머(14)의 전극 패드(141)에 접촉한다. 한편, 접속단자(53)의 전극 핀부(53b)의 선단이 기판(11)의 전극 패드(111)에 접촉함으로써, 기판(11)과 스페이스 트랜스포머(14)와의 전기적인 접속을 중계하고 있다.

또한, 전극 핀부(53b, 53c)는 밀착하여 감겨져 있기 때문에, 권선의 축선방향으로 접촉하고 있는 부분을 거쳐 대략 축선방향으로 전기가 전해지기 때문에, 전 극 핀부(53b, 53c)에서 전기신호가 코일형상으로 흐르는 일은 없다. 이 때문에 전극 핀부(53b, 53c)의 각 감김수가 접속단자(53)의 임피던스를 포함하는 전기적 성능에 영향을 미치는 일은 없다.

또, 전극 핀부(53b, 53c)는 끝이 가는 형상을 이루고, 전극 패드(111, 141)에 각각 탄발적으로 접촉하고 있기 때문에, 전극 핀부(53b, 53c)의 돌출단의 위치의 불균일을 작게 할 수 있어, 피접촉체에 대하여 균일하게 콘택트할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 실시형태 2에 관한 프로브 카드에 의하면, 상기 실시형태 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또, 본 실시형태 2에 의하면, 인터포저의 접속단자를 코일형상의 스프링부재단체(單體)로 구성하고 있기 때문에, 상기 실시형태 1에서의 인터포저에 적용되는 접속단자와 비교하여 부품점수가 적어도 되고, 제조나 메인티넌스에 요하는 비용을 더욱 저감하는 것이 가능해진다.

(그 밖의 실시형태)

지금까지 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태로서, 실시형태 1 및 2를 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 그것들 2개의 실시형태에 의해서만 한정되는 것은 아니다. 도 9는 본 발명의 그 밖의 실시형태에 관한 프로브 카드의 구성을 나타내는 상면도이다. 상기 도면에 나타내는 프로브 카드(61)는, 원반형상의 기판(62)에 대하여, 정방형의 표면을 가지는 프로브 헤드(63)가, 마찬가지로 정방형상의 바깥 프레임을 가지는 리프 스프링(64)에 의하여 유지되어 있다.

이 프로브 카드(61)에서는, 인터포저 및 스페이스 트랜스포머의 표면도 정방 형을 이루고 있다. 리프 스프링(64)의 안 둘레에 형성된 멈춤쇠부(641)는, 프로브 헤드(63)의 안 둘레의 전체 주위에 걸쳐 똑같이 형성되어 있고, 프로브 헤드(63) 표면의 가장자리 끝부 근방을 기판(62)의 방향으로 균일하게 가압하고 있다. 따라서, 프로브 헤드(63)의 휨이나 굴곡에 더하여, 인터포저나 스페이스 트랜스포머의 휨이나 굴곡도 억제할 수 있고, 상기 2개의 실시형태와 마찬가지로 프로브 카드의 평행도, 평면도의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

그런데, 도 9에서는, 프로브 헤드(63)가 프로브를 수용하는 프로브 수용영역(63p)이 정방형을 이루는 경우를 나타내고 있으나, 이것은 예를 들면 반도체 웨이퍼의 1/2 내지 1/4 정도의 영역을 일괄하여 콘택트하는 경우 등에 적용된다.

또한, 본 발명에 관한 프로브 카드에서는, 리프 스프링이 프로브 헤드의 표면으로서 프로브가 돌출하는 쪽의 표면의 가장자리 끝부 근방을 전체 주위에 걸쳐 기판의 방향으로 가압하고 있으면 되고, 그 형상은 상기한 경우에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 프로브 헤드의 형상을, 상기 2개의 실시형태에서의 인터포저나 스페이스 트랜스포머와 서로 비슷한 정8각형으로 하여도 된다. 이 경우에는 리프 스프링의 형상도 프로브 헤드에 추종시켜 정8각형으로 하고, 적어도 각 정점을 포함하는 전체 주위를 균일하게 가압할 수 있도록 멈춤쇠부를 형성하면, 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또, 인터포저나 스페이스 트랜스포머의 각 표면형상을 프로브 헤드에 서로 비슷한 원형으로 하여도 된다. 이 경우에는, FWLT용의 프로브 카드로서는 가장 대칭성이 높아지기 때문에, 프로브 카드의 평면도나 평행도를 최우선하는 경우에는 최적이다.

상기 이외에도, 인터포저나 스페이스 트랜스포머의 각 표면을 적당한 정다각형으로 하고, 프로브 헤드를 그 정다각형에 서로 비슷한 정다각형으로 하여도 된다. 또, 프로브 헤드가 반도체 웨이퍼에 풀 콘택트하는 경우에는 프로브 헤드는 원형으로 하여도 된다. 이와 같이, 본 발명에 관한 프로브 카드는 원반 이외의 형상을 이루는 기판이나 프로브 헤드를 구비하여도 되고, 그것들의 형상은 검사대상의 형상이나 그 검사대상에 설치되는 전극 패드의 배치 패턴에 의하여 변경 가능하다.

여기까지 검사대상인 반도체 웨이퍼에 접촉하는 프로브로서 프로브(2)를 적용하는 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명에 관한 프로브 카드에 적용되는 프로브는, 종래 알려져 있는 여러가지 종류의 프로브 중, 어느 하나를 적용하는 것이 가능하다.

이상의 설명에서도 분명한 바와 같이, 본 발명은 여기서는 기재하고 있지 않은 여러가지 실시형태 등을 포함할 수 있는 것으로, 특허청구의 범위에 의하여 특정되는 기술적사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 여러가지의 설계변경 등을 실시하는 것이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 프로브 카드는, 반도체 웨이퍼의 전기 특성검사에 유용하고, 특히 FWLT에 적합하다.

Claims

검사대상인 반도체 웨이퍼와 검사용 신호를 생성하는 회로구조와의 사이를 전기적으로 접속하는 프로브 카드에 있어서,

도전성재료로 이루어지고, 상기 반도체 웨이퍼에 접촉하여 전기신호의 입력 또는 출력을 행하는 복수의 프로브와,

상기 복수의 프로브를 수용 유지하는 프로브 헤드와,

상기 회로구조에 대응하는 배선 패턴을 가지는 기판과,

상기 기판의 한쪽 면에 장착되어 상기 기판을 보강함으로써, 상기 기판의 강성을 높이는 보강부재와,

도전성재료로 이루어지고, 서로 평행한 축선을 가지고 축선방향으로 신축 자유로운 복수의 접속단자, 및 절연성재료로 이루어지고, 상기 복수의 접속단자를 개별로 교환 가능하게 수용하는 복수의 단이 있는 구멍부가 형성된 하우징을 가지고, 상기 기판에 적층되고, 상기 복수의 단이 있는 구멍부에 수용된 상기 복수의 접속단자에 의하여 상기 기판의 배선을 중계하는 인터포저와,

상기 인터포저 및 상기 프로브 헤드의 사이에 개재하여 적층되고, 상기 인터포저에 의하여 중계된 배선의 간격을 변환하여 상기 프로브 헤드와 대향하는 측의 표면에 표출하는 스페이스 트랜스포머를 구비한 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제 1항에 있어서,

상기 접속단자는,

끝이 가는 첨단형상을 각각 가지는 제 1 및 제 2 바늘형상 부재와,

상기 제 1 및 제 2 바늘형상 부재의 각 축선방향을 일치시켜 신축 자유롭게 연결하는 코일형상의 스프링부재를 가지는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제 2항에 있어서,

상기 스프링부재는,

상기 구멍부에서 만곡 가능하고, 상기 만곡을 일으킴으로써 상기 제 1 및 제 2 바늘형상 부재 중 어느 하나와 접촉하는 밀착 감김부를 가지는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제 1항에 있어서,

상기 접속단자는 코일형상을 이루고,

상기 축선방향의 양쪽 끝측을 향하여 끝이 가늘어지도록 각각 밀착하여 감긴 한 쌍의 전극 핀부와,

상기 한 쌍의 전극 핀부의 사이에 개재하여 상기 한 쌍의 전극 핀부를 연결하는 코일 스프링부를 가지는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제 4항에 있어서,

상기 코일 스프링부는,

상기 접속단자의 축선방향의 중간에 설치된 밀착 감김부와,

상기 밀착 감김부의 한쪽 끝측에 설치된 정상 감김부와,

상기 밀착 감김부의 한쪽 끝측으로서 상기 정상 감김부가 설치된 측과는 다른 끝부측에 설치되고, 상기 정상 감김부보다도 성기게 감긴 성긴 감김부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판에 고착되고, 상기 인터포저 및 상기 스페이스 트랜스포머에 압력을 가하여 유지하는 유지부재와,

상기 유지부재에 고착되고, 상기 프로브 헤드의 표면으로서 상기 복수의 프로브가 돌출하는 표면의 가장자리 끝부 근방을 전체 주위에 걸쳐 상기 기판의 방향으로 가압하는 리프 스프링을 더 구비한 것을 특징으로 하는 프로브 카드.